Kann PWM sicher als effektives Senken der Spannung angesehen werden?

Speziell bei LEDs, die mehr Konstantstrom als Spannung benötigen. Ich verwende diese 30-V-100-Watt-LEDs (die seltsamerweise weniger als 1 A verbrauchen) und da sie vier 11-V-Batterien in Reihe verwenden, um sie mit Strom zu versorgen, müssen sie auf 30 Volt "gedimmt" werden. Meine Spannungsregler sind nur für 35 V ausgelegt. Wäre also die PWM eines Mikrocontrollers mit einem MOSFET eine sichere Form, die LEDs vor Überspannung / -strom zu schützen?

Ich weiß nicht, ob Flackern ein Problem sein könnte, aber es ist mir nicht allzu wichtig, und ich könnte untersuchen, wie Kondensatoren und / oder Induktivitäten eingebaut werden können, um es zu reduzieren.

Diese „100-W“-LEDs verbrauchen weniger als 1 A, weil „100 W“ „Lichtleistung entspricht einer 100-W-Glühlampe“ bedeutet. Was nicht viel Licht ist, da der größte Teil der 100 W in Wärme umgewandelt wird.
Aus irgendeinem Grund geben die Spezifikationen für die LEDs an, dass sie einen Durchlassstrom von 3 Ampere haben und einer 1000-W-Glühlampe entsprechen. In jedem Fall sind sie extrem hell und werden extrem heiß
Das ist ziemlich ungewöhnlich. Kein Wunder, dass sie heiß werden, selbst bei der Effizienz von LEDs wird der größte Teil der 100 W immer noch in Wärme umgewandelt. Das ist die Art von Wärme, die normalerweise eine aktive Kühlung erfordert.

Antworten (3)

PWM senkt die (Spitzen-)Spannung nicht. PWM reduziert den durchschnittlichen Strom (und folglich die durchschnittliche Leistung).

Bei LEDs kümmern sie sich nicht viel um die Spannung, es ist der Strom, der sie zerstören kann (sowohl vorwärts als auch rückwärts). Sie müssen also darauf achten, dass der Spitzenstrom nicht überschritten wird.

Um die Spannung zu reduzieren, müssten Sie eine Induktivität, eine Fangdiode und Kondensatoren hinzufügen, um einen Abwärtswandler herzustellen , der die Spannung senkt .

Ich denke, dass "LEDs sich nicht viel um die Spannung kümmern" irreführend ist - LEDs haben wie alle Dioden eine genau definierte Beziehung zwischen Durchlassspannung und Durchlassstrom, und für Spannungen, die mehr als ein wenig über dem normalen Betriebsbereich liegen, würde der Strom wirklich sehr groß sein. Wenn Sie also versuchen, 40 V an eine LED anzulegen, deren Vf 30 V beträgt, selbst für kurze Zeit, wird versucht, einen sehr großen Strom zu ziehen, und entweder liefert das Netzteil diesen Strom nicht, wodurch möglicherweise das Netzteil zerstört wird. oder es wird erfolgreich sein und wahrscheinlich die LED zerstören.
30-V-LEDs sind wahrscheinlich LED- Module , die möglicherweise einen Strombegrenzer enthalten oder nicht (wahrscheinlich nur einen Widerstand, wenn dies der Fall ist).

PWM allein wird die Spannung für diesen Zweck nicht "effektiv senken". Das Problem ist, dass PWM eine Spannung erzeugt, die eine Funktion der Zeit ist, sie hat VIELE VERSCHIEDENE WERTE, keinen begrenzten Bereich (wie ihn eine LED tolerieren kann). Was eine LED gefährdet, kann ein Mittelwert, RMS-Mittelwert, Spitzenwert von V oder ein Spitzenwert des Stroms (der eine nichtlineare Funktion der angelegten Spannung ist) sein.

Unter der Annahme von 90 Lumen / Watt und einer "100-W-äquivalenten" Lampe bedeutet 900 Lumen, möchten Sie etwa 10 W in Ihre ca. 30-V-LED-Last. 330 mA DC ist der gewünschte Strom.

Ein Linearregler (LM317) könnte funktionieren; Es muss nur für die Differenz von Eingangs- und Ausgangsspannung (44 V - 30 V = 14 V) und nicht für die 44 V ausgelegt werden. Die effektivste Art, den Strom zu regulieren, ist die Verwendung eines Strommesswiderstands, da:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Der Widerstand und der Regler werden warm, also brauchen Sie einen Kühlkörper.

Für eine bessere Energieeffizienz wird PWM gefolgt von einer Filterspule und einer Fangdiode als „Buck“-Spannungsabfall bezeichnet. Es filtert, regelt aber nicht (es fehlt jegliche Art von Feedback), sodass der Batteriezustand und die Umgebungstemperatur den Strom beeinflussen. Es sind Buck-Regler erhältlich, die regulieren, fast keine Wärme abgeben und die Batterielebensdauer verlängern. Viele geeignete Module basieren auf LM2596.

PWM reduziert die durchschnittliche Spannung und den Strom zu den LEDs.

Die Spitzenspannung ist die PWM-Spitze und bestimmt den Spitzenstrom.

  1. Stellen Sie sicher, dass Ihr Design die angegebene LED-Spitzenspannung nicht überschreitet.
  2. Stellen Sie sicher, dass Ihr Design den angegebenen LED-Spitzenstrom nicht überschreitet.
  3. Stellen Sie sicher, dass bei Verwendung von Spitzenstrom die maximale Einschaltdauer bei diesem Strom nicht überschritten wird. zB 1 A für 5 ms bei 20 % Einschaltdauer.
Wenn das PWM-Signal nur wenige Millisekunden eingeschaltet ist, nehme ich an, dass die Spitze zusammen mit dem Spitzenstrom immer noch 40 V betragen würde, also würde es für eine 30-V-LED immer noch als unsicher angesehen werden? Ein Multimeter würde den PWM-Ausgang anders lesen als ein Oszilloskop, aber würde eine hohe Überspannung für eine beliebige Zeitdauer die Dioden beschädigen und durchbrennen? oder gibt es eine Menge Zeit, die sie brauchen, um zu brennen
Richtig. Wenn Sie jedoch eine Reiheninduktivität und eine Freilaufdiode hinzufügen, haben Sie gerade einen Abwärtswandler erstellt, der den LEDs den gewünschten konstanten (ähnlichen) Strom gibt.
Kann PWM sicher als effektives Senken der Spannung angesehen werden?
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