Strombegrenzung für Hochleistungs-LED-Arrays

Ich bin Gymnasiast und interessiere mich für den Anbau spezieller Pflanzen.

Ich habe diese Reihe von LEDs mit jeder Diode mit 700 mA und einem Spannungsabfall von 3,55 V über jeder von ihnen gemacht. Das Array hat 30 davon in einer 3x10-Konfiguration, die von meinem variablen Labortisch-Netzteil mit 10,6 V 7 A gespeist wird, und hat keinerlei Widerstände, um den Stromfluss zu steuern, da ich nur die Spannungsversorgung variiere, um den Strom zu ändern.

Ist es möglich, dieses Array mit einem 12-V-5-A-Netzteil von ebay zu betreiben, ohne dass jeder Serie Widerstände gegen Spannungsspitzen hinzugefügt werden müssen? Da das Netzteil zu 100 % ausgelastet ist, wenn es funktioniert, wird es außerdem in Öl getaucht, um die Kühlung zu unterstützen.

Wenn das ebay-Netzteil nicht funktionieren würde, was würden Sie mir vorschlagen?

Array mit klobiger Kühlung und 3D-gedruckter Ummantelung:

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LED-Array mit Niederspannung betrieben:

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Das Array wird ungefähr so ​​verdrahtet - aber ohne die Widerstände:

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Interessanter Spitzname! Aus Ihrem Schreiben geht nicht ganz hervor ... aber hoffen Sie, einfach alle LEDs parallel zueinander zu platzieren? Es liest sich so, als würdest du das tun, aber ich möchte sicher sein.
Tut mir leid, wenn ich nicht so klar war, aber ja, auf dem Bild sieht mein Array so aus wie ein Schaltplan, aber ohne die Widerstände imgur.com/8zOTn1H . Derzeit funktioniert das Growlight aber nur mit der variablen Stromversorgung bei 10,6V. Ich hoffe, dass ich das ebay 12v 5a-Netzteil verwenden kann, ohne dass Widerstände wie im Schaltplan hinzugefügt werden müssen. Tnx im Voraus
Es funktioniert nicht direkt (ohne Widerstände oder Treiber) von 12 V. Sie müssen den Strom über sie begrenzen.
@DymethylTryptamin-LEDs sind ziemlich unterschiedlich, und einige können den Strom in Beschlag nehmen. Aufgrund der Funktionsweise von Statistiken hilft es, mehr in Reihen zu platzieren. Aber selbst das ist keine sichere Sache. Am besten wäre es, wenn Sie für jeden Serienstring eine individuelle Stromregelung verwenden würden. Aber wenn Sie bereit sind, jede Saite zu testen und dabei zu mischen und anzupassen, können Sie alle Saiten vernünftig genug ausbalancieren. Das bedeutet immer noch nicht, dass sie eine Standard-Typenschildspannung verwenden, wenn alles gesagt und getan ist.
@NStorm, aber die Verwendung eines Netzteils, das nur 5 A Strom liefern kann, wird sich nicht von selbst begrenzen?
@jonk jetzt, wo ich darüber nachdenke, wenn eine Saite ausfällt, würde der Strom zu den anderen Saiten gehen und sie verbrennen und wahrscheinlich mein Array töten. Ich denke, ich bin verpflichtet, an jeder Saite einen Widerstand anzubringen. Wäre ein 1W 2,7Ω Widerstand für jeden gut?
@DymethylTryptamine Widerstände sind miese Stromregler. Vor allem, wenn nur eine geringe Oberspannung gewährt wird. Am besten ist es, eine aktive (Transistor-) Stromregelung einzurichten und gerade genug Spannungs-Overhead einzurichten, damit die Stromregelung funktioniert. Wenn Sie Ihre Saitenspannungen auch von Hand so ausgleichen, dass sie nahe beieinander liegen, kann dies zu weniger Verlustleistung führen. Aber Sie brauchen dann auch eine Möglichkeit, die Schalterspannung einzustellen.
@DymethylTryptamine Längere Saiten und höhere Spannungen können auch dazu beitragen, die Abwärme zu reduzieren und gleichzeitig den Gesamtstrom zu reduzieren. Bleiben Sie aber aus Sicherheitsgründen unter 48 Volt pro String.
Das @ DymethylTryptamine-Netzteil schaltet es nicht einfach bei 5 A ab und bleibt bei 12 V. Es sind nur die Höchstwerte. Ein typisches Netzteil mit Überstromschutz schaltet sich einfach aus und geht nach einer Weile wieder zurück, was zu einem seltsamen Blinken Ihrer LEDs führt. Ein Netzteil ohne Schutz könnte einfach durchbrennen.
Für Ihr Setup können Sie 10 x 3 Ohm / 1 W-Widerstände in Reihe mit jeder der 3 LED-Reihen wie in Ihrem Schaltplan hinzufügen, und dies ergibt eine Reihe von etwa 450 mA / 4,5 A Gesamtstrom ((12-(3,55 * 3)) /3).

Antworten (2)

Einfach gesagt, nein, dieses spezielle Netzteil wird nicht funktionieren. Ihr Array benötigt (10 x 0,700 A) x (3 x 3,55 V) = 7 A x 10,65 V = 74,55 Watt Leistung. Dieser 12V 5A kann nur 60 Watt liefern, obwohl er nicht in der Lage ist, den von Ihnen benötigten 7A-Strom zu liefern. Sie können einen DC-DC-Regler dazwischenschalten, wenn Sie aus irgendeinem Grund wirklich keinen Widerstand möchten (z. B. aus Gründen der Energieeffizienz).

Der beste Vorschlag, den ich Ihnen geben kann (oder zumindest der kostengünstigste oder einfachste, nehme ich an), ist, sich ein 12-V-Netzteil zu besorgen, das mindestens 7 A liefern kann (mehr Strom ist auch in Ordnung, weniger nicht) und tun den Widerstand einbauen. Dieser Widerstand muss dann von 12 V auf 10,65 V „überbrücken“, sodass an diesem Widerstand eine Spannung von 1,35 V anliegen würde. Bei einem Nennstrom von 7A bedeutet dies einen Widerstand von etwa 0,2 Ohm. Dieser Widerstand wird dann etwa 10 W Leistung verbrennen, also müssen Sie sicherstellen, dass der Widerstand dazu in der Lage ist.

Andere Alternativen könnten einige lineare Spannungs- oder Stromregler sein, aber sie verbrennen immer noch den Überschuss in Form von Wärme.

Es ist keine gute Idee, einen einzelnen Widerstand in Reihe mit parallelen LEDs zu schalten. Sie haben nicht genau die gleichen Eigenschaften. Wie in den fraglichen Schaltplänen angegeben, sollte man 1 Widerstand über jede Reihe von LEDs in Reihe schalten, dh 10 Widerstände für jede der 3 LEDs in diesem speziellen Beispiel.
Ja, ich dachte darüber nach, während ich meine Antwort zusammenstellte. Aber ich dachte, die Antwort würde unnötig kompliziert oder verwirrend werden, wenn man alle möglichen Variationen darüber einbeziehen würde, wo man Widerstände platzieren könnte. Nachdem ich diese Antwort gepostet hatte, wurden die Schaltpläne jedoch hochgeladen. Wie auch immer, wenn das gegebene Schema mit einer 12-V-Versorgung implementiert wird, sollten die Widerstände jeweils ~2 Ohm betragen und jeweils 1 W Leistung verarbeiten können (1,35 V / 0,7 A = 1,93 Ohm).
OP möchte eine maximale Versorgung von 5 A auswählen, daher muss er einen etwas niedrigeren Strom anstreben. Ich habe bereits in den Kommentaren oben angeboten, 3 Ohm / 1 W x 10 Stück Widerstände auszuwählen, um einen Strom von 450 mA / 4,5 A zu erhalten.
Wenn in diesem Fall die max. 5A-Versorgung irgendwie notwendig ist, würde ich nur 7 der 10 Reihen anschließen und mich trotzdem für die 2-Ohm-Reihen entscheiden, anstatt die LEDs zu wenig zu versorgen. In beiden Fällen erhalten Sie weniger Lichtleistung, aber wenn LEDs mit einer zu niedrigen Spannung versorgt werden, kann sich auch ihre Farbe oder ihr Leistungsspektrum ändern, was in der gegebenen Anwendung relevant erscheint. Außerdem sind sie möglicherweise weniger effizient als der Nennwert (wenn dies der Fall ist, erhalten Sie im Vergleich zum verbindenden 7/10-Fall noch weniger Licht).
Mein Vorschlag bezog sich nicht auf die Spannung, sondern auf den Strom. Natürlich wissen wir nicht, welches genaue Teil OP verwendet hat, um seine Parameter zu überprüfen. Aber ich gehe davon aus, dass OP bedeutet, dass 0,7 die maximale Nennleistung ist, und das Fahren mit 0,45 A wird die Lebensdauer aufgrund der geringeren Hitze nur verbessern. Mehr als die Hälfte des maximalen Nennstroms sollte für fast jede LED in Ordnung sein. Wie auch immer, dies ist nur eine Vermutung ohne tatsächliches Datenblatt.

Die meisten Wachstumslampen funktionieren wie in Ihrem Diagramm ohne Widerstände. Sie benötigen jedoch eine Konstantstromversorgung. Konstante Spannung wird die LEDs einfach in die Luft jagen, da nichts den Strom begrenzt.

Übrigens, Ihre allgemeine Idee ist gut. Bei Hochleistungs-LEDs sollten Sie keine Widerstände verwenden. Konstantstromfahren ist effizienter und viel praktischer bei höherem Strom. Sie müssen nur das richtige Netzteil kaufen.

Eine letzte Anmerkung: Sie können qualitativ hochwertige LED-Arrays, die für Konstantstrombetrieb verdrahtet sind, von vielen Anbietern unter Marken wie "Quantum Board" oder ähnlichen kaufen. Diese sind kostengünstiger und wahrscheinlich besser konzipiert, als zu versuchen, dasselbe in kleinen Mengen zu bauen.

Strombegrenzung für Hochleistungs-LED-Arrays
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