wie man den Strom reduziert, um LEDs zu versorgen

Ich ersetze eine Mikroskoplampe durch einen Motorrad-LED-Scheinwerfer. Das Licht ist 20 W, 9-85 V DC; der Treiber eingebaut und eine komplette Blackbox für mich. Ich betreibe es mit einem 65W Netzteil (18,5V/3,5A). Solange ich es getestet habe (kurz), scheint dies gut zu funktionieren.

Jetzt hatte das ursprüngliche Gehäuse ein Potentiometer, um die Helligkeit der Lampe einzustellen. Naiverweise habe ich das in Serie mit dem Scheinwerfer gelötet. Solange es dauerte, funktionierte es funktional gut, um das Licht zu reduzieren, aber natürlich, innerhalb einer Minute, Rauch, Geruch, und das Potmeter gab sogar rotes Licht ab (es musste 20 W aushalten).

Wenn ich es jetzt gut verstehe, soll ich die dem Licht zugeführte Ausgangsleistung reduzieren. Ähnliche Fragen hier deuten darauf hin, dass ein FET der richtige Weg ist. Welche Art von FET sollte ich hier auswählen (und warum?). Ich skizziere unten, wie ich es jetzt verstehe:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Ist das die Idee? Es muss nicht sehr genau sein, da es nur ein Lichtdimmer ist.

Wie gezeigt, ist der MOSFET zu 100 % eingeschaltet - es fließt praktisch kein Strom durch das Gate des MOSFET, was bedeutet, dass das Potentiometer (unabhängig von seiner Einstellung) das Gate nur auf 0 V herunterzieht. Das bedeutet, dass Sie 18,5 V über das MOSFET-Gate haben und es zu 100% einschalten (Randbemerkung: Überprüfen Sie die maximale Gate-Spannung Ihres MOSFET, sie beträgt häufig etwa +/- 15 V).
Der Schlüssel ist zu verstehen, dass MOSFETs spannungsgesteuerte Geräte und BJTs stromgesteuerte Geräte sind.
"Treiber eingebaut" ? Vielleicht möchten Sie dies untersuchen. Wenn Sie eine externe Helligkeitssteuerung hinzufügen, könnten Sie zwei Steuerungssysteme haben, die sich gegenseitig bekämpfen (eines innerhalb des Treibers und das andere – Ihr – außerhalb des Treibers).
@daniel: Irre ich mich zu glauben, dass in diesem Fall die Steuerung die Spannung und der Ausgangsstrom ist ?
Das Ändern des Stroms, der in einen MOSFET fließt, ändert, wie schnell er übergeht, nicht, wie viel er leitet. Ich würde MOSFETs auf eigene Faust weiter untersuchen, um ein besseres Verständnis ihrer Funktionsweise zu erlangen.
9 bis 85 V? Für eine Motorradlampe? Das ist sehr großzügig für ein System, das normalerweise Systeme mit 6, 12 oder 24 Volt Nennspannung hat.

Antworten (3)

LEDs müssen mit einer Konstantstromquelle angesteuert werden, um die Helligkeit ohne Flimmern regulieren zu können (Automobil-LEDs sind vollständig ein- und ausgeschaltet, und es überrascht mich, dass es anscheinend keine Regelung für Flimmern gibt, ich finde es nervig). Da jede lineare Schaltung die "unerwünschte" Leistung von der Versorgung ableiten wird, benötigen Sie beides

1 - ein großer variabler Widerstand/Rheostat. Diese Dinger sind ziemlich teuer und werden heiß.

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  1. eine lineare Regelschaltung. Es gibt viele Möglichkeiten, einen Transistor oder FET als Konstantstromquelle oder -senke anzusteuern, hier ist eine aus einer TI-App-Notiz - die Nennwerte von Komponenten werden nicht für diese spezielle Anwendung ausgewählt. Das Ausgabegerät wird wieder ziemlich viel Wärme abführen, also müsste es gut gekühlt werden.

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  1. Es gibt Abwärtsregler, die im Konstantstrommodus arbeiten können, und bei Frequenzen, die hoch genug sind, dass das Flimmern, das durch die Welligkeit des Stroms entsteht, auch bei der Fotografie nicht wahrnehmbar ist. Hier ist eine mögliche Anordnung von hier. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass der Wirkungsgrad hoch ist, sodass wenig Wärme abgeführt werden muss.

Ein Gedanke - ist in der von Ihnen verwendeten LED ein vorhandener Regler enthalten? Abgesehen davon, dass dieser Spannungsbereich für ein Automobilprodukt seltsam klingt, wäre er ohne einen Regler nicht erreichbar.

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Ich würde einen Low-Side-N-Kanal-MOSFET mit einer PWM-Steuerleitung zur Steuerung der Helligkeit empfehlen. Schematisches Grundkonzept:

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Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Wenn das PWM-Signal hoch ist, leitet der NFET, Strom fließt und das Licht wird eingeschaltet. Wenn das PWM-Signal niedrig ist, hört der NFET auf zu leiten, der Strom fließt nicht mehr und das Licht wird ausgeschaltet.

Durch Variieren des Arbeitszyklus (Prozentsatz der Zeit, in der das PWM-Signal hoch ist) können Sie die Helligkeit steuern. Ein einfacher Mikrocontroller wie ein Arduino kann das PWM-Signal liefern. Sie sollten nach einem NFET suchen, der eine Logikpegelsignalisierung verwendet, damit die GPIO-Pins des Arduino den NFET vollständig ein- und ausschalten können.

Ich kann sehen, wie das funktionieren würde, aber ich habe nicht gesagt, dass das Licht nicht nur mit meinen Augen zu sehen ist, sondern auch die Lichtquelle für die Fotografie. Ich bin mir nicht sicher, ob die Kamera das Flimmern bei kürzeren Verschlusszeiten gut handhaben würde. Außerdem würde die Verwendung von Arduino das Projekt komplizieren, das wäre einfach zu bauen, wenn nicht (für mich) zu verstehen. Ich denke, analog ist hier der richtige Weg.
@ user508402 Sie können ein paar passive Filterelemente hinzufügen und eine PWM mit relativ hoher Frequenz verwenden, und Sie können grundsätzlich Gleichstrom haben. Außerdem verfügt der in die Lampe eingebaute Controller möglicherweise über eine ausreichende Filterung, damit er funktioniert.

Könnten Sie nicht ein Potentiometer in Reihe mit der LED verwenden, um den gewünschten Effekt zu erzielen? Offensichtlich liegt der höchste Widerstand nahe am maximalen Strom der LED. Dies würde Ihnen die Helligkeitssteuerung ermöglichen.

Wenn Sie das Datenblatt für die LED haben, um die Durchlassspannung und den Strom zu ermitteln, können Sie diesen Link LED Series Resistor Calc verwenden , um den größten Widerstandswert für Ihr Potentiometer zu finden.

Entschuldigung, dies beantwortet Ihre Fragen nicht, scheint aber eine einfache Lösung für Ihr Problem zu sein. Schreiben Sie mir eine Nachricht, wenn Sie eine bessere Erklärung benötigen.

Potentiometer haben einen relativ niedrigen maximalen Schleiferstrom. Sie sind typischerweise nicht zur Strombegrenzung ausgelegt.
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