Stromverbrauch des Batteriekreises

Eine ziemliche Anfängerfrage hier...

Ich möchte eine batteriebetriebene LED-Leuchte für den Außenbereich bauen. Also im Grunde muss es ziemlich hell sein und eine Weile halten.

Wenn ich eine Batteriebewertung wie folgt habe:

5.0Ah 6V
Discharge current 20 hr rate 250mA
Capacity:
20hr rate (0.25A) 5.0Ah
10hr rate (0.50A) 4.3Ah
5hr rate (1.00A) 3.8Ah
1hr rate (2.70A) 2.7Ah

Eine LED mit folgender Bewertung (Lumen):

Forward Voltage: 3.7V
@ 350mA   : 100
@ 500mA   : 130
@ 700mA   : 185
@ 1,000mA : 250

Ich möchte also eine Schaltung erstellen, in der ich zwischen 0,25 A und 0,5 A von der Batterie umschalten kann.

Wenn ich also eine Schaltung nur mit der Batterie und der LED erstellen würde, würde die LED den maximalen Strom ziehen, zu dem sie in der Lage ist? (Sagen wir, das ist 1A, also dauert es 5 Stunden) Oder würde die Batterie ihre gesamte Energie in die LED leiten, da es keinen Widerstand im Stromkreis gibt?

Um die Schaltung mit 0,5 A zum Laufen zu bringen, müsste ich nach dem Ohmschen Gesetz einen 12-Ohm-Widerstand hinzufügen (glaube ich! - 6 V / 0,5 A).

Reduziert das Hinzufügen des Widerstands die Leistungsaufnahme der Schaltung?

Regulieren die Widerstände den Strom aus der Batterie so, dass die Lebensdauer der Batterie verlängert wird?

Wenn die Durchlassspannung für die LED in einer 6-V-Schaltung nur 3,7 V beträgt, wie würde ich dann die Spannung für die LED reduzieren?

Siehe LED-Simulator am Ende meiner Antwort hinzugefügt.

Antworten (3)

Es ist nicht sehr effizient, einen Widerstand zu verwenden, um den Strom einer Hochleistungs-LED zu senken.

In Ihrem Beispiel werden 3,7/6 der Leistung von der LED und 2,3/6 der Leistung vom Widerstand verbraucht, den er als Wärme abführen muss.

So etwas wie eine dieser Komponenten würde die Arbeit erledigen:

http://www.jaycar.com.au/productView.asp?ID=AA0593&form=CAT2&SUBCATID=976#1

Es nimmt einen variablen Batteriespannungsbereich auf und hat einen Eingang für ein Potentiometer, damit Sie die Helligkeit einstellen können.

Wenn Beno die Schaltung von Grund auf neu bauen möchte, könnte er so etwas wie dieses Teil verwenden: maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/5274 Fügen Sie einfach eine Induktivität, einen MOSFET und einige Widerstände/Kappen hinzu und erzeugen Sie eine PWM Signal für die Helligkeit. Leider sind nur SMD-Gehäuse verfügbar.
Super, so ein Teil habe ich selbst gesucht.
danke dafür, ich werde mir diese Komponente ansehen. Eine Sache konnte ich jedoch nicht aus dem Datenblatt herausarbeiten ... Eingang V ist variabel, Ausgang I ist konstant, Ausgang V ist auch variabel. Wenn ich eine bestimmte Spannung (3,7 V) möchte, wie stelle ich die Ausgangsspannung sicher?
Die Spannung der LED ändert sich mit der Strommenge, die durch sie fließt, und die Strommenge bestimmt die Helligkeit. Ich denke, das ist der Grund, warum der Ausgang V variabel ist. Stellen Sie nur sicher, dass er im Bereich Ihrer LED liegt. Einige Teile können eine Reihe von LEDs unterstützen. Diese Website ledsmagazine.com/features/4/8/1 enthält einige schöne Grafiken, um dies zu veranschaulichen.
@Beno: Du willst keine bestimmte Ausgangsspannung, sondern einen Strom. Der Wert von 3,7 V ist das Ergebnis der LED-Eigenschaften, nicht etwas, das Sie bereitstellen müssen (Sie stellen nur sicher, dass diese 500 mA durch die LED fließen). Das einzige Mal, dass Sie den Spannungsabfall über der LED berücksichtigen, ist, wenn Sie den Strom mit einem einfachen Widerstand begrenzen. Dort schaust du dir die LED an, als wäre es ein Widerstand (was ok ist, wenn du von einem festen Strom ausgehst) und berechnest entsprechend den Vorwiderstand.
@ox6d64: Großartig. Ich denke, das war die Wissenslücke, nach der ich gesucht habe

Nein, eine LED begrenzt den Strom nicht von alleine. Mit einer solchen Batterie würde sie wahrscheinlich >10A ziehen und sofort in Rauch aufgehen.

Den Strom mit einem Widerstand zu begrenzen ist möglich, aber für Power-LEDs ist es keine gute Idee, weil es zu viel Energie verschwendet. In Ihrem Fall würden am Widerstand ungefähr 2,3 V anliegen, sodass 2,3 V / 6 V ~ 40% verschwendet würden.

Verwenden Sie besser einen Abwärtswandler, der eine geschaltete Induktivität verwendet, um den Strom zu regeln. Es gibt viele ICs, die dies tun, mit Wirkungsgraden von> 90% können Sie nach "LED-Treiber-Buck" suchen. Aber es ist ziemlich schwierig, eine solche Schaltung korrekt aufzubauen, daher ist es wahrscheinlich besser, einfach ein fertiges Modul zu kaufen, wie es von geometrik vorgeschlagen wird.

Eine LED, die deutlich über ihrer typischen Durchlassspannung betrieben wird, zieht für sehr kurze Zeiträume sehr große Strommengen. Aber nur einmal.

Strom für eine LED mit Vorwiderstand
I = V/R
I = V_across_Resistor / R
I = (Vbattery - Vf_LED) / R

Also R = (Vbattery - Vf_LED) / R
Vf LED ändert sich mit dem Strom, aber die Verwendung von 350 mA und 3,7 V zum Starten ergibt

R = V/I = (6-3,7) / 0,35 = 3,3/0,35 ~= 9,4 Ohm
Verwenden Sie den Standardwert von 10 Ohm.

Idealerweise sollten LEDs von einer Konstantstromquelle betrieben werden, so dass, wenn sich Vbat ändert oder wenn Vf zwischen den Abtastungen variiert, Reffecive angepasst werden kann.

Gleich mehr.

SIMULATOR vielleicht

Versuchen Sie, auf diese LED-Simulation zu klicken

Wenn dies nicht funktioniert, führen Sie zuerst diese Diodensimulation aus , klicken Sie dann mit der rechten Maustaste auf den obigen Link, wählen Sie "Linkadresse kopieren" und fügen Sie sie dann in das Adressfeld auf der Seite mit der Diodensimulation ein.

Sie sollten eine Diode plus Widerstand plus Stromversorgung erhalten. Ich habe die Diode auf Vf=3700m = 3700 mV bei 1 A eingestellt.

Sie können die Versorgungsspannung mit dem Schieberegler ändern und den Mauszeiger über die Diode bewegen, um den Strom anzuzeigen.

Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf den Widerstand, wählen Sie Bearbeiten, ändern Sie den Widerstandswert.

Speichern Sie jedes neue Modell mit Dateiexport.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn ich also 500 mA in der LED verwenden wollte, würde ich sie mit einem 6,6-Ohm-Widerstand ausschalten? Die andere Frage ist: Regelt der Widerstand den Strom so, dass die Batterielebensdauer effektiv erhöht wird, wenn ein höherohmiger Widerstand verwendet wird?
Nah genug an ja. R = V/I = (6-3,7)/0,5 = 6,6 Ohm. Dies setzt Vf = 3,7 V bei 500 mA voraus. Siehe Datenblatt für tatsächlichen Wert. | Zu "Regelt der Widerstand ..."? - Es ist eine Frage der Terminologie. Wenn Sie insgesamt mehr Ohm verwenden, werde ich fallen und die Batterie hält länger. Der Widerstand ist Teil eines niedrigeren Stromkreises und eine Erhöhung des Werts verringert den Strom - Sie können sagen, der Widerstand "regelt", wenn Sie dies wünschen. „Kontrollieren oder helfen zu kontrollieren“ mag näher liegen.
Danke, der Simulator ist genial. Ich werde ein bisschen damit spielen und versuchen zu lernen!
Stromverbrauch des Batteriekreises
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v