Wie kann man 700mA LED günstig betreiben?

XY-Problem.

Die beste Effizienzlösung hinsichtlich Leistung und Kosten zum Ansteuern einer 1-A-LED-Last ist die Verwendung eines LED-Treiber-ICs. Es gibt viele zur Auswahl; Der Diodes Inc PAM2804 scheint Ihre Anforderungen zu erfüllen. Es unterstützt PWM-Dimmen. Diese Chips sind sehr preiswert (ungefähr 15 Cent Digi-Key-Preis, halb so viel Volumen.) Sie können bis zu 3 Ihrer IR-LEDs in Reihe mit diesem Chip betreiben, da sein Erfassungs-Overhead nur 100 mV beträgt.

Und wenn Sie denken, dass 15 Cent „teuer“ sind, bedenken Sie die thermischen und Effizienzprobleme, die Sie nicht lösen müssen, wenn Sie diesen IC verwenden, und ihre Kosten, wenn Sie ihn nicht verwenden und linear arbeiten. Weit über 15 Cent.

Unabhängig von der gewählten Antriebsmethode gibt es ein Problem bei der Verwendung von PWM-Chop zur Steuerung des Dimmens: Dies kann mit Ihrer Frame-Erfassung interagieren und Stroboskopeffekte verursachen . Sie werden mit dem Ergebnis nicht zufrieden sein, wenn Sie direktes PWM verwenden: Ihr Bild weist aufgrund der Wechselwirkung zwischen dem Rolling-Shutter des Sensors und dem pulsierenden Licht der LED horizontale Balken auf. Dieser Effekt ist der Fluch aller Videografen überall, und ich bin sicher, dass Sie das nicht in Ihrer Nachtsichtkamera wollen.

Ziehen Sie stattdessen die Verwendung einer DC-Steuerungsmethode in Betracht, um den LED-Strom zu modifizieren. Wie geht das? Am einfachsten ist es, einen aktuellen DAC wie den Maxim DS4432 zu verwenden . Dieses Gerät ist I2C-gesteuert und kann Strom zu jedem Knoten liefern oder ziehen. Es ist eine Art digitaler Topf (eine andere zu berücksichtigende Methode), verwendet jedoch Strom, wodurch es viel flexibler wird. Es ist winzig. Bei etwa 1 US-Dollar Digi-Key könnte es ein bisschen teuer sein. Microchip stellt digitale I2C-Pots her, die ungefähr 50 Cent Digi-Key kosten.

Eine kompliziertere, aber billigere Möglichkeit besteht darin, den ESP8266-PWM-Ausgang zu verwenden und diesen zu filtern, um eine PWM-gesteuerte Stromquelle zum Optimieren des Antriebs zu erhalten. Dies würde einen Operationsverstärker und einen Transistor und einige Passive bedeuten. Möglicherweise können Sie dies sogar nur mit Transistoren tun, als Modifikation Ihrer Stromquelle, die Sie vorschlagen.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, einen LED-Treiber zu wählen, der eine Spannungsdim-Steuerung akzeptiert, wie den MPS MP2410A . Nehmen Sie dann die PWM und verwenden Sie einen passiven Tiefpass, um ein Dimmsignal zu erzeugen. Verwenden Sie eine Hochfrequenz-PWM, um die Welligkeit und die Komponentengröße zu minimieren. Der MPS-Teil ist jedoch definitiv teurer als der PAM2804.

Ich habe über eine Methode zur Strombegrenzung mit 2 Transistoren gelesen (Schema unten).

Alle linearen Lösungen, Widerstand oder was auch immer, haben die gleiche Effizienz.

Wenn Sie die LED mit 1A betreiben, zieht sie 1A aus 5V, also 5W. Wenn an der LED 1,6 V anliegen, liegen am Stromregler (was auch immer es ist) 3,4 V an, sodass die LED 1,6 W erhält und der Stromregler 3,4 W als Wärme verbrennt.

Sie könnten zwei LEDs für insgesamt 3,2 V in Reihe schalten und einen Widerstand mit niedrigerem Wert verwenden. So verbrauchen Sie mehr Strom in den LEDs und verschwenden weniger in den Widerständen.

Oder Sie könnten einen schaltenden LED-Treiber erhalten .

Sie haben zu viele Fragen in einem Beitrag, aber ich werde es versuchen.

Sie haben die Verlustleistung des Widerstands so berechnet, als wäre es die einzige Last, die an die 5-V-Versorgung angeschlossen wäre. Die LED fällt um etwa 1,5 V ab, sodass der Widerstand nicht die vollen 5 V sehen würde. Es würde immer noch viel abführen, etwa 2,45 W.

In Bezug auf die Transistor-Konstantstromschaltung muss sie immer noch genau die gleichen 2,45 W verbrauchen. Also genauso ineffizient wie der einfache Widerstand. Außerdem benötigt es etwas Strom, um zu funktionieren, sodass es etwas schlechter ist als der einfache Widerstand.

Sie können einen hfe nicht wirklich auswählen, Sie erhalten nur Transistoren mit stark unterschiedlichen Toleranzen ab Werk, sodass ein gutes Design im Allgemeinen mit jedem hfe-Wert funktioniert, den der Transistor zufällig hat. Also stellt R1 den Strom ein, bevor Q2 einschaltet, unter der Annahme einer 0,7-A-Grenze und 0,7 V an der Basis, das ist 1 Ohm. Es wird dann 0,7 W abführen. Dadurch verbleiben etwa 2,8 V über Q1 bei 0,7 A, etwa 2 W Verlustleistung - die der Transistor nicht verarbeiten kann, sodass Sie mit der Berechnung aufhören können, da der Transistor durchbrennen würde.

Wenn es die Leistung bewältigen würde, würden Sie anhand der Kurven sehen, dass bei 700 mA der typische hfe etwa 70 beträgt. Verwenden Sie also mit einem guten Spielraum 50, sodass der verfügbare Basisstrom mindestens 14 mA betragen muss, und anhand der Kurven beträgt Vbe etwa 0,9 V, also wäre Vb etwa 1,6 V. Das Einspeisen von 5 V bis 1,6 V bei 14 mA erfordert etwa 240 Ohm für R1.

Die Temperaturtoleranz würde basierend auf Kurven bei etwa 2 mV/°C liegen. Wenn es also funktionieren würde, würde es nicht zu stark driften.

Sie können Ihre Verluste halbieren, indem Sie zwei LEDs in Reihe schalten. Dadurch erhalten Sie einen kombinierten Durchlassspannungsabfall von 2,8 bis 3,2 V, wodurch Ihre Widerstandsverluste von etwa 70 % auf etwa 40 % reduziert werden.

1. Wie wähle ich _hfe ?

Ihre Schaltung wird nicht wählerisch in Bezug auf h _fe sein . Sie müssen nur sicherstellen, dass R1 genügend Vorspannung liefert, um Q1 auf den maximal erforderlichen Strom einzuschalten.

2. Welche Werte sollten für R1 und R2 verwendet werden?

R2 ist einfach.$R_2 = \frac V I = \frac {0.7} I$. Q2 beginnt, die Vorspannung von R1 zu stehlen, wenn seine Basisspannung auf etwa 0,7 V ansteigt.

Die Basis von Q1 liegt bei etwa 2 × 0,7 = 1,4 V, so dass etwa 3,6 V über R1 verbleiben. Ein Basisstrom von etwa 1/20 des Kollektorstroms sollte ausreichend sein.

Wie viel Leistung muss der BC337-Transistor abführen?

$P = VI = (V1 - V_{LED} - V_{R2}) I$. dh$V_{Q1}\times I$.

Ist die Temperaturempfindlichkeit erträglich? (zB 0 - 30° Celsius.)

Ich kann mir kein Problem vorstellen.

Der ESP8266 kann ein PWM-Signal ausgeben. Wäre das für die Schaltung sinnvoll?

• Zum Dimmen wäre es praktisch.
• Überprüfen Sie das Datenblatt (ah, aber ich sehe AliExpress in Ihren Fragelinks, also wette ich, dass Sie Datenblätter vergessen können), aber Sie könnten einen höheren Strom zulassen, wenn die Einschaltdauer begrenzt ist. Dies würde Ihrer Effizienz helfen.