Hinzufügen weiterer LEDs zu einem Stromregelkreis

Mal sehen, ob wir zuerst alle sechs LEDs in Reihe schalten können. Die Widerstände BR1 und BR2 sind parallel geschaltet, sodass ihr Parallelwiderstand 0,75 Ω beträgt. Bei 1 A Strom ist das ein Spannungsabfall über den Widerständen von 0,75 V. Darüber hinaus gehen wir davon aus, dass BJ1 in Sättigung ist. Das von Ihnen verlinkte Datenblatt gibt uns nicht die Vce (sat) bei 1A, daher verwenden wir die 5A-Nummer von 1V.

0,75 V von den Widerständen und 1 V von BJ1 bedeuten also, dass nur noch 10,25 V für die LEDs übrig sind. Wenn Sie das durch sechs teilen, erhalten Sie ungefähr 1,7 V pro LED. Wenn die LEDs einen Durchlassspannungsabfall von weniger als 1,7 V bei 1 A haben, können Sie loslegen. Aber ich bezweifle, dass Sie so viel Glück haben werden.

Unweigerlich müssen Sie wahrscheinlich die anderen drei LEDs parallel zu den ersten drei stellen. Es gibt ein paar Möglichkeiten, das zu tun. Hier ist ein Weg, der das, was Sie bereits haben, nicht zu viel komplexer macht.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Diese Schaltung erhöht effektiv den Gesamtstrom durch BJ1 auf 2A. Jede Kette von drei LEDs erhält 1A. Aus dem Datenblatt geht hervor, dass BJ1 den Strom verarbeiten kann, sodass der Transistor nicht gewechselt werden muss. Ich musste den Widerstand von SR3 ändern, um BJ1 vorzuspannen, um 2A zu erhalten. Das Datenblatt gibt nur eine DC-Verstärkung von 40 bei 0,5 A und 15 bei 5 A an, also habe ich 25 ausgewählt. YMMV.

Sie könnten versucht sein, die beiden LED-Strings einfach parallel zu schalten und fertig zu sein, aber leider haben LEDs ein kleines Problem, wenn sie parallel geschaltet werden. Wenn sich LEDs erwärmen, nimmt ihr Durchlassspannungsabfall Vf ab. Wenn die Vf abnimmt, fließt mehr Strom durch die LED, wodurch sie heißer wird und ihre Vf weiter reduziert wird. Wenn die beiden Reihen paralleler LEDs perfekt aufeinander abgestimmt wären (wie es ein Simulator wahrscheinlich tun würde), wäre dies kein Problem. Aber in der realen Welt verlieren die LEDs auf der einen Seite etwas mehr Vf als auf der anderen Seite, wenn der Strom aufgrund von Fertigungsschwankungen zu fließen beginnt. Ein bisschen mehr Strom beginnt durch diese Saite zu fließen, was diese LEDs noch mehr aufheizt und ihre Vf weiter reduziert. Währenddessen wird dem anderen Strang der Strom geraubt. Das Endergebnis ist, dass eine Reihe von LEDs deutlich heller ist als die andere. Es kann auch dazu führen, dass die LEDs ausfallen, wenn sie nicht mehr als 1A verarbeiten können.

Die Lösung besteht darin, mit jedem String einen kleinen Widerstand in Reihe zu schalten. Normale Widerstände haben einen positiven Temperaturkoeffizienten, sodass ihr Widerstand bei Erwärmung etwas ansteigt. Dies wirkt dem Effekt des Vf-Abfalls in den LEDs entgegen und gleicht den Strom durch die beiden LED-Ketten aus. Sie werden in der obigen Schaltung sehen, dass ich R1 und R2 hinzugefügt habe, um diesem Zweck zu dienen.

Abgesehen davon sollte der Grund für das Hinzufügen von BR3 und BR4 offensichtlich sein. Bei doppelt so viel Strom möchten Sie den halben Widerstand, damit der Spannungsabfall über diesen Widerständen gleich bleibt und SJ3 richtig vorgespannt ist, um als Strombegrenzer zu fungieren.

Denken Sie daran, dass diese Widerstände viel Strom aufnehmen. R1 und R2 verbrauchen jeweils 1 W und BR1-4 verbrauchen jeweils 0,375 W. Sogar SR3 kann fast ein Watt verbrauchen. Herkömmliche 0,25-W-Widerstände verbrennen in dieser Schaltung. Sie müssen Widerstände beschaffen, die mit der Hitze umgehen können, oder mehr Widerstände parallel schalten, um den gleichen Widerstand zu erhalten.