So begrenzen Sie den Strom zu LEDs

Nein, das ist der richtige Weg. Jede LED verfügt über einen eigenen Vorschalt-/Serienstrombegrenzungswiderstand, der in Ohm und Leistung so bemessen ist, dass er dem gewünschten Durchlassstrom der LED und der Spannungsquelle entspricht.

Der "falsche" Weg wäre mit nur 1 Widerstand für mehrere LEDs parallel.

Wenn Sie jedoch mit 3-Watt-LEDs arbeiten (das sind 940 mA bei 3,2 V, nicht 600 mA), ist ein Widerstand keine gute Wahl. Sie sollten sich nach Konstantstromquellen umsehen. Die Verwendung eines Widerstands würde Leistungswiderstände erfordern, die mit hoher Wattleistung umgehen können. Bei einer 5-V-Quelle sind das 1,8 V * 0,94 Ampere = 1,62 Watt. Es wird ein 2 Watt Widerstand benötigt. Für jede LED. Das ist eine Menge verschwendeter Strom, 65 % Effizienz.

Was ist der beste Weg, um sicherzustellen, dass alle LEDs die gleiche Spannung und den gleichen Strom erhalten?

Das ist unmöglich. Jede LED hat ihre eigene Spannungs-Strom-Kennlinie, die von Gerät zu Gerät und entsprechend der Temperatur des Geräts und seiner Nutzungsgeschichte (Alterung) variiert.

Um eine nahezu gleiche Helligkeit von jeder LED zu erreichen, möchten Sie die LEDs mit gleichen Strömen betreiben, sodass jede LED die Spannung hat, die erforderlich ist, um den von Ihnen gewählten Strom zu erreichen.

(Um der gleichen Helligkeit so nahe wie möglich zu kommen, möchten Sie einen kalibrierten Fotodetektor, der den Ausgang jeder LED erfasst und den Strom jeder LED mithilfe von Feedback individuell anpasst, aber das ist im Allgemeinen die Kosten nicht wert.)

Der effizienteste Weg, um eine Ansteuerung mit gleichem Strom zu erreichen, besteht darin, die LEDs in Reihe zu schalten und sie mit einem Schaltregler auf den von Ihnen gewählten Strom zu treiben. Für LEDs im Wert von 30 W wäre diese Methode in kommerziellen Anwendungen üblich.

Die von Ihnen gepostete Schaltung ist eine sehr verbreitete Methode, um sich einem Antrieb mit gleichem Strom mit geringeren Kosten und geringerer Komplexität, aber auch einem geringeren Wirkungsgrad und einer größeren Stromvarianz zwischen den Geräten (aufgrund ihrer unterschiedlichen IV-Eigenschaften) anzunähern.

Ich antworte auf Ihr überarbeitetes Posting vom 19. Juni. Erstens grokieren Sie nicht wirklich, wie LEDs funktionieren (aber keine Sorge, das ist ziemlich üblich).

Betrachten Sie, was Sie bereits über Elektrizität wissen. Stellen Sie sich vor, Sie müssen fünf Smartphones aufladen.

Oder wenn wir einen Regelkreis für fünf Smartphones entwerfen:

Hier bedarf es keiner Erklärung. Es sind Konstantspannungsgeräte , die wir mit einem Konstantspannungsnetzteil versorgen : Bei einer Parallelschaltung bleibt die Spannung konstant . (Eine Reihenschaltung wäre lächerlicherweise "nicht einmal falsch".) Nicht, dass wir jemals wirklich darüber nachdenken; das ist einfach normal.

Und wir möchten denken, dass LED-Emitter auch so sind. Aber das sind sie nicht .

Stellen Sie sich eine Leuchtstoffröhre vor, die mit ~ 120 V bei ~ 300 mA betrieben wird. Wie bei jeder Lichtbogenentladungslampe ist der Widerstand nach dem Zünden des Lichtbogens nahezu null . Die Glühbirne möchte einen Kurzschluss haben, weshalb Sie ein Vorschaltgerät benötigen, um den Strom zu begrenzen. Das Vorschaltgerät ist eine Konstantstromversorgung , was wir nicht gewohnt sind.

LED-Emitter sind sehr nichtlinear – eine winzige Änderung der Spannung, der Temperatur oder des Alters verursacht eine große Änderung des Stroms. Um sie mit konstanter Spannung zu betreiben, müssten Sie eine so konservative Spannung wählen, dass Sie nicht viel Leistung aus der LED herausholen würden. Ein gut gewählter Widerstand ist besser, aber Sie brauchen immer noch einen großen Sicherheitsspielraum, der Sie von Spitzenleistungen abhält. Andererseits ist die LED werksseitig für einen bestimmten Strom ausgelegt .

Sie sagen, Sie haben eine LED mit 350 mA bei 3,6 VDC. Sie haben das als etwa 350 mA bei genau 3,6 V interpretiert. Nein, es ist umgekehrt: Dieses Gerät ist für genau 350 mA bei etwa 3,6 V ausgelegt. Wenn Sie versuchen, es mit 3,6 V zu betreiben, erhalten Sie möglicherweise 50 mA, 150 mA, 350 mA ... oder magischen Rauch. Und das würde sich deutlich ändern, wenn sich die LED erwärmt.

Konstantstrom stellt unsere Denkweise auf den Kopf. Wenn Sie Strom statt Spannung regeln, möchten Sie Serie statt Parallel.

Oder wenn wir einen Regelkreis für fünf LEDs entwerfen:

Es sind Konstantstromgeräte , die wir mit einem Konstantstromnetzteil versorgen : In einer Reihenschaltung bleibt der Strom konstant . (Eine parallele Verbindung wäre lächerlicherweise "nicht einmal falsch" ... naja, nicht ganz so falsch wie das vorherige Beispiel, aber Sie würden wirklich zu den Göttern der Herstellungstoleranz beten.)

Wenn Sie die LED dimmen möchten, können Sie den Strom ändern. Die Spannung ändert sich nicht viel, daher reduziert eine Reduzierung des Stroms um die Hälfte die Helligkeit um etwa die Hälfte. Da sie in Reihe geschaltet sind, dimmen sie alle zusammen und gleichermaßen. Und da wir den Strom sicherlich ändern könnten, ist es vielleicht passender, diese Anordnung als "Strommodus" zu bezeichnen, da uns der Strom und nicht die Spannung wichtig ist.

Als praktische Sache sind Konstantstromreglermodule leicht erhältlich. Viele Leute machen sie. Und 350 mA ist ein häufig verwendeter Strom. Wir kümmern uns ein wenig um die Spannung; Ein Treiber, der für ~3,6-V-LEDs vorgesehen ist, kann ein anderes Produkt sein als einer, der für eine ~36-V-Reihe von 10 in Reihe gedacht ist.

Oder wenn Sie eine wirklich einfache, dumme Stromregelung benötigen, reicht tatsächlich ein Widerstand aus. Tatsächlich benötigen Sie nur einen Widerstand. Aber wie besprochen, werden Sie auf diese Weise keine Spitzenleistung aus den LEDs herausholen.

Wenn sich mehrere LEDs auf mehr Spannung stapeln, als Ihnen ohne weiteres zur Verfügung steht, besteht eine Möglichkeit darin, sie in seriell-parallele Stränge aufzuteilen, wobei die Stromregelung für jeden Strang gilt. Das passiert in 12-Volt-LED-Streifen. Die andere besteht darin, einen Aufwärtswandler zu verwenden, um Ihre Spannung zu pumpen. Da Konstantstromnetzteile normalerweise Drosseln und Chopper enthalten, könnten die Funktionen "Boost" und "Strombegrenzung" kombiniert werden - der Joule Thief ist ein sehr einfaches Beispiel dafür.

Der Weg, den Sie zeigen, ist der richtige Weg, kurz vor einer viel komplexeren Schaltung.

Zum Beispiel ein Aufwärtswandler mit allen LEDs in Reihe, wie er oft für LED-Backlights verwendet wird. Das kann sehr effizient sein, aber es erfordert einen speziellen Chip, der wahrscheinlich schwierig zu löten ist, und ist pingelig im PCB-Layout, weil er mit hohen Frequenzen und hohen Strömen arbeitet.

Aber wenn Sie nur Widerstände verwenden und Ihre Batteriespannung weit über Ihrer LED Vf liegt, wird es gut funktionieren. Zu weit über der LED Vf und es wird Energie verschwendet, und irgendwann wäre es sinnvoll, mehrere Serienstrings mit jeweils eigenem Widerstand herzustellen, aber die Art und Weise, wie Sie zeigen, wird immer noch den konsistenteren Strom haben.

Sie können nicht die gleiche Spannung und den gleichen Strom für parallele LEDs haben, da die Durchlassspannung der LEDs nicht gleich ist. Ihre Beispielschaltung ist nicht gut, wenn Sie für jede LED (oder Reihe von LEDs) einen konstanten Strom (= Helligkeit) wünschen. Dies kann ein Problem sein oder auch nicht, je nachdem, wie genau die Lichtleistung gesteuert werden muss und wie viel Leistung Sie bereit sind, im Widerstand zu verbrauchen. Wenn Sie die Versorgungsspannung nahe der maximalen Durchlassspannung der LED einstellen, erhalten Sie eine sehr große Varianz der I = U / R-Gleichung.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Konstantstrom für parallele LEDs zu implementieren. Der aktuelle Spiegel ist beliebt, hat aber eine begrenzte Fehlertoleranz, da Sie eine Master-LED haben, die alle anderen ausschaltet, wenn sie ausfällt. Eine andere Lösung besteht darin, einen Mosfet (oder einen BJT) als variablen Widerstand zu verwenden. Dies ist fehlertolerant, erlaubt Ihnen jedoch nicht, die LEDs einfach zu dimmen, was der aktuelle Spiegel tun wird.

Wenn Sie über eine variable Stromversorgung verfügen, sollten Sie eine Schaltung in Betracht ziehen, die eine Transistor-Stromerfassungsschaltung für jede LED verwendet, um den Strom auf den "empfindlichsten" LED-Strom zu begrenzen. Das Problem bei letzterem ist, dass das Rückkopplungssignal normalerweise die Ausgangsspannung ERHÖHT, wenn Sie es herunterziehen, sodass Sie die Open-Collector-Schaltung invertieren müssten. Außerdem haben Sie natürlich wieder eine nicht optimale Anpassung zwischen den Strömen.

Auf dieser Seite finden Sie einige Bastlerbeispiele: http://www.instructables.com/id/Circuits-for-using-High-Power-LED-s/