Jump to content
Alexander_BR

Подключение Диодов, Помогите Пожалуйста!

Recommended Posts

Здравствуйте! Помогите пожалуйста по такому вопросу:

Имеется 40 сверх ярких светодиодов белого свечения, их надо подключить к АКБ (12В, 88Ah).

Вопрос: как это сделать правильно, главное чтоб МЕНЬШЕ кушали. Ну и свечение не убавить?

На каждый диод по отдельному резистору и параллельно к АКБ?

Сделать цепочки по 3 (или 4 диода) последовательно и каждую цепочку подключить параллельно к АКБ?

Или по несколько диодов на один резистор и параллельно к АКБ?

Как лучше, чтоб как говорится найти золотую середину?

Заранее благодарен!

Share this post


Link to post
Share on other sites

Вот пример расчета, (падение напряжения на резисторе) = 12В-(число светодиодов подключенных последовательно)*(нормальное падение напряжение на одном диоде, ~3-4В), число светодиодов нужно выбрать таким, чтобы падение напряжение на резисторе было наименьшим (разумеется он должен быть положительным ;), а (сопротивление гасящего резистора) = (падение напряжения на резисторе)/(нормальный ток светодиодов). Так что, вам нужно выбрать вариант

Сделать цепочки по 3 (или 4 диода) последовательно и каждую цепочку подключить параллельно к АКБ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Спасибо))

А если подключить параллельно каждый диод через резистор, сильно ли будет различие в потреблении тока по сравнению с параллельно последовательной схемой? Есть ли плюсы в параллельной схеме, или только минусы???

Просто уже сделал параллельно (каждый диод к резистору), пытаюсь понять на сколько накосячил :(

Edited by Alexander_BR

Share this post


Link to post
Share on other sites

Литиевые батарейки Fanso для систем телеметрии и дистанционного контроля

Системы телеметрии находят все более широкое применение во многих отраслях на промышленных и коммунальных объектах. Требования, предъявляемые к условиям эксплуатации приборов телеметрии и, как следствие, источников питания для них, могут быть довольно жесткими. Fanso предоставляет широкую линейку продукции, рассчитанной на различные условия эксплуатации, что позволяет подобрать батарейку для каждого конкретного применения, в том числе и для устройств телеметрии.

Подробнее

Все варианты с балластом в виде резистора будут приблизительно равноценно ПЛОХИМИ. Высокий КПД и стабильная при разряде акку яркость свечения диодов получится ТОЛЬКО с токовым ШИМ драйвером.

Есть готовые микросхемы с цепочкой из 4 и более диодов в нагрузке. При этом количество диодов в цепочке не зависит от величины напряжения источника. Например драйвер с питанием от 1,5 до 7 вольт обеспечивает стабильные 20 ма через цепочку с числом диодов от 1 до 4. Ему вообще без разницы сколько их точно, это источник стабильного тока. Напряжение на выходе схемы будет зависеть от количества диодов в цепочке. Такие драйверы практически не чувствуют напряжения питания, ессно в диапазоне рабочих напряжений питания микросхемы (ток через диоды очень стабилен не зависимо от степени разряда акку). Нужно только подобрать драйвер с диапазоном питающих напряжений включающим 10...15 вольт.

А так при разряде аккумулятора напряжение будет меняться от 14,4 до 10,5 вольт, т.е. при падении на одном диоде около 3,5 вольт при трех диодах в цепочке получается , что при 14,4 вольта выставляем рабочий ток в 20 ма резистором 200 ом, а при напряжении в 12 вольт получим ток через диоды уже в 7,5 ма, что даст заметно более тусклое свечение. При 10,5 вольтах светодиоды почти погаснут.

Можно ставить 2 диода в цепочку, тогда ситуация несколько улучшится (хотя все равно разница в свечении при разряде будет очень заметна), но КПД станет непристойно низким. С резистором у каждого диода Вы получите КПД по потреблению (не по светопреобразованию, там заметно ниже)около 25%. Сравните с 75...95% у ШИМ драйвера. Даже в этом варианте резистор на 20 ма получается при 14,4 вольта - 510 ом, а при 10,5 вольтах ток упадет до 15 ма. Это конечно получше, чем с 3 диодами, но все равно заметно.

Так что не ленитесь изучить проблему и сделать ШИМ-драйвер.

Edited by my504

Share this post


Link to post
Share on other sites
Просто уже сделал параллельно (каждый диод к резистору), пытаюсь понять на сколько накосячил :(
Тут уместнее говорить не на сколько, а во сколько раз.

Раза в 3-4 простейшая схема хуже по энергопотреблению.

Про постоянство свечения и говорить не приходится.

Впрочем my504 уже это все обрисовал.

P.S. Вообще-то у нас есть тема "Форум по радиоэлектронике > Радиоэлектроника > Автомобильная электроника > Стайлинг", там вопросы подключения светодиодов к бортовой сети уже не раз поднимались.

Share this post


Link to post
Share on other sites
                     

Приглашаем на вебинар Решения для построения ультразвуковых счетчиков жидкостей и газов на базе MSP430

Компэл совместно с Texas Instruments 23 октября 2019 приглашают на вебинар, посвященный системам-на-кристалле для построения ультразвуковых расходомеров жидкостей и газов на базе ядра MSP430. Вебинар проводит Йоханн Ципперер – эксперт по ультразвуковым технологиям, непосредственно участвовавший в создании данного решения. На вебинаре компания Texas Instruments представит однокристальное решение, позволяющее создавать точные недорогие счетчики жидкостей и газов.

Подробнее...

Всем огромное спасибо за содержательные ответы! Жалею что раньше не попал сюда(((

Как я понял (про ШИМ драйвер) - это такая микросхема, которая позволит экономно использовать ток АКБ, при разряде выскребая чуть-ли не до конца его заряд, без значительного уменьшения яркости свечения диода? так? (не бейте сильно, я чайник))

Share this post


Link to post
Share on other sites

Да, он поддерживает постоянный ток через светодиоды при изменяющемся входящем напряжении. А вот выбивать из АКБ последнюю ёмкость для свечения светодиодов я бы не стал. Он же в глубокий разряд уйдёт.

Share this post


Link to post
Share on other sites

от потери части ёмкости (в твоём случае 88 АЧ) до отправки на помойку.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не надо выдумывать проблемы. Ничего никуда не уйдет. Для контроля разряда применяют отдельную схемотехнику (достаточно простую), а у этих ШИМ драйверов обычно есть вход шутдаун. Т.е. выключатель. При выключении она потребляет микроамперы.

А вот при резисторах на каждом диоде можно просадить акку до напряжения одного диода, т.е. 3,6 вольта.

Я уже не говорю о том, что ток потребления ТЕХ ЖЕ светодиодов при питании через драйвер будет В РАЗЫ меньше...

Edited by my504

Share this post


Link to post
Share on other sites

Для простых схем - чем больше сопротивление резистора, тем стабильней будет ток при изменении напряжения питания и тем меньший КПБ будет у схемы.

Поэтому варьируя сопротивление резистора посредством последовательного подключения светодиодов добиваемся высокого КПД ...

Но стоит учесть, что слишком малое значение сопротивления резистора приводит к резким изменениям тока - рассчитали схему на 12В, а на аккумуляторе 13 - подключите светодиоды и ток будет уже больше рассчетного, при разряде ток будет уменьшатся и чем меньше сопротивление - тем быстрее.

Все это можно просчитать если вспомнить закон ома и грубо учесть нелинейную зависимость тока от напряжения для светодиодов.

И опять же, нужно контролировать заряд аккумулятора, напряжение не должно опустится ниже определенного порога иначе аккумулятору настанет кирдык.

Share this post


Link to post
Share on other sites

При напряжение на резисторе в 2В (3 светодиода) КПД будет 83%, тем более, что разряжать батарею больше чем на 11В не рекомендуется и драйвер к сожалению тут не поможет, так что стоит ли ставить драйвера, КПД которых в лучшем случае 90% (их еще надо правильно рассчитать, так что скорее надо рассчитывать на ~80%), для этих светодиодов решать вам. В силу всего сказанного, я думаю, что ставить специальный драйвер не стоит.

Но стоит учесть, что слишком малое значение сопротивления резистора приводит к резким изменениям тока - рассчитали схему на 12В, а на аккумуляторе 13 - подключите светодиоды и ток будет уже больше рассчетного, при разряде ток будет уменьшатся и чем меньше сопротивление - тем быстрее.

все не так просто, нужно учитывать нелинейную (очень нелинейную) ВАХ светодиодов, так что нужно подобрать правильный режим тока, а гасящий резистор поможет стабилизировать ток через светодиоды. Нужно ставить резистор на максимальное число св. диодов и этого будет достаточно. В этой цепи дифф. сопротивление в основном определяеться

сопротивлением резистора (а дифф. сопр. диодов гораздо меньше), так что "лишнее напряжение" в основном будет падать на резисторе.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Удалил в связи с публикацией следующего поста.

Edited by my504

Share this post


Link to post
Share on other sites

Не очень наглядно, телефон все таки значительно компенсирует падение яркости диафрагмой, однако дело автора решать гоже ему сие или нет. Итак, три диода BL-BZ43V4V. Люминисцентные. Подсвечиваем обстановку обычной лампой, иначе диафрагма полностью съедает падение яркости и не видно разницу. Балласт 150 ом. Ток точно не меряем(источник имеет грубый амперметр), а напряжение на вольтметре источника достаточно точное.

Падение (меряем мультиметром) на трех диодах при источнике 14,4 в получается 10,2 в (3,4 в на диод - очень неплохой показатель, повезло...), а при 11 в источника падение уменьшается до 9,3 в (3,1 в на диод, т.е. всего на 10%. И где там очень нелинейно?).

Фото:

11 вольт (ток диодов 11.3 ма)

post-35709-1255926693_thumb.jpg

14,4 вольта (ток диодов 28 ма)

post-35709-1255926702_thumb.jpg

PS. Кстати о "низком" дифференциальном сопротивлении светодиодов. Так вот в точке 12,5 в оно равно 64 Ома на три диода (при изменении тока на 2,8 ма падение изменяется на 0,18 в), т.е. только в два раза ниже балласта... Совершенно негодное соотношение...

Edited by my504

Share this post


Link to post
Share on other sites
Падение (меряем мультиметром) на трех диодах при источнике 14,4 в получается 10,2 в (3,4 в на диод - очень неплохой показатель, повезло...), а при 11 в источника падение уменьшается до 9,3 в (3,1 в на диод, т.е. всего на 10%. И где там очень нелинейно?).

А разве то, что при уменьшении напряжения всего лишь с 10.2В на 9.3В, ток уменьшается с 28 на 11.3 мА не говорит о сильной нелинейности (сопротивления 121 ом и 274 соответственно)? Нелинейность определяется сопротивлением, а оно как известно определяется напряжение и ток, и говоря о нелинейности подразумевается именно сопротивление. Другое дело, что в нашем случае именно эти нелинейные свойства способствуют к сильным изменением ток, даже при незначительном колебании напряжения. Но это можно просто решить заменив резисторы на простейшую схему источника тока на транзисторе.

Share this post


Link to post
Share on other sites
А разве то, что при уменьшении напряжения всего лишь с 10.2В на 9.3В, ток уменьшается с 28 на 11.3 мА не говорит о сильной нелинейности (сопротивления 121 ом и 274 соответственно)? Нелинейность определяется сопротивлением, а оно как известно определяется напряжение и ток, и говоря о нелинейности подразумевается именно сопротивление. Другое дело, что в нашем случае именно эти нелинейные свойства способствуют к сильным изменением ток, даже при незначительном колебании напряжения. Но это можно просто решить заменив резисторы на простейшую схему источника тока на транзисторе.

Нет, не говорит. Нелинейность диода определяется изменением его ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО сопротивления, другого сопротивления у диода нет. Этот прибор по определению имеет кусочно аппроксимируемую ВАХ.

Кстати, ранее Вы и говорили именно о дифсопротивлении, разве нет? :) Вы не имеете право определять сопротивление диода, как отношение падения на нем к току. Падение на переходе состоит в том числе из источника ЭДС, создаваемого разной концентрацией носителей. Вам же не придет в голову считать внутреннее сопротивление батарейки, просто разделив ее напряжение на клеммах на протекающий через нее ток.

Простейшая схема (а не советуемый ранее обычный резистор) имеет право быть. Правда сделать источник тока с падением 1,5...2 вольта тоже не совсем уж элементарно, да и источников потребуется на каждые три диода... Кроме того, не забудем, что КПД ШИМ 90% с применением специализированных микросхем достигается практически неотвратимо. И одна микросхема обеспечит всю цепочку.

И еще. Это же любительство. Потому делать нужно грамотно и качественно... все таки для себя и для своего опыта и удовольствия....

Хотя и профессионально тоже не нужно этим пренебрегать...

Edited by my504

Share this post


Link to post
Share on other sites
Нет, не говорит. Нелинейность диода определяется изменением его ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО сопротивления, другого сопротивления у диода нет..

Закон Ома для нелинейных элементов пока еще никто не отменял, просто сопротивление нелинейных элементов зависит от напряжения, т.е. R=R(U). У линейных элементов дифф. сопротивление = обычному сопр., а для нелинейных нет (может быть только в отдельных точках ВАХ).

Этот прибор по определению имеет кусочно аппроксимируемую ВАХ.

То что Вы рисуете "кусочно-аппроксимируемую", вовсе не значит что такой же ВАХ имеет диод, в природе все гораздо "красивее", она не любит "кусочности".

Падение на переходе состоит в том числе из источника ЭДС, создаваемого разной концентрацией носителей.

Механизм создаваемого сопротивления совсем не важен для измерения сопротивления, которая всегда определяется как отношение напряжения на ток (другое дело насколько удобно иметь дело с таким сопротивлением). Если бы диод имел ЭДС, то разомкнутой цепи он имел бы на своих выводах напряжение равное ЭДС, чего как мне кажется не наблюдается.

Вам же не придет в голову считать внутреннее сопротивление батарейки, просто разделив ее напряжение на клеммах на протекающий через нее ток.

Внутреннее так не определить, на то оно и внутреннее, а обычное , почему бы и нет, только вот не удивляйтесь, если оно будет отрицательным и обладать несимметричностью (т.е. полярностью). И это совсем ничему не противоречит, только вот неудобно, потому и пользуются только внутренним. И в этом нет ничего особого, так как сопротивление не входит к фундаментальным понятиям физики и является довольно формальным параметром.

Простейшая схема имеет право быть. Правда сделать источник тока с падением 3...2 вольта тоже не элементарно

Найти транзистор с напряжением насыщения намного меньшим (0.5-0.1В), чем указанного Вами падения напряжений довольно просто, так что это не проблема.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Честно сказать, я не понял смысла комментов, Вы собственно все понимаете и не противоречите моим сентенциям, однако к чему то все это пишете.

Суть моих ВОЗРАЖЕНИЙ на первый Ваш спич в теме сводилась к одному: резистор балласта беспомощен в условиях малого падения на нем при изменении напряжения источника питания. Это естественно и подтверждает опыт. Собственно, с необходимой точностью для ДАННОГО СЛУЧАЯ можно ВАХ диода кусочно ЛИНЕЙНО аппроксимировать, что все всегда и делают. (Причем тут природа, не понял. Или вы полагаете, что радиоинженер не знает о физике работы диода и потому упрощает ВАХ? :) )

Потому из нестабильного источника нужно вычесть относительно стабильную "пятку" диода и ситуация с питание становится непотребной... Для частного случая с падением 3,4 в может еще и терпимо, а вот при падении на иных диодах до 3,6...3,8 вольта все станет совершенно отвратно. Не дело рекомендовать без существенных оговорок такого рода решения.

Спор наш пустой. Вы знаете о чем я толкую, я отлично понимаю Вас.... В чем суть возражений? Есть три варианта решения. Первый предложил я - ШИМ драйвер. Второй и третий Вы, резистор или ГСТ на транзисторе с малым насыщением. Резистор - очевидно плохо, ГСТ - терпимо в определенном диапазоне параметров диодов...

Все...

Edited by my504

Share this post


Link to post
Share on other sites

Извините за банальные слоа, но именно в споре рождается истина

Все...

Разве это не хороший результат ;).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Несомненно хороший. :) Однако он не из спора, и был очевиден изначально. Разве что вариант с ГСТ был Вами предложен вполне разумно (в смысле отсутствия опыта у автора темы), хотя и не сразу. :)

Edited by my504

Share this post


Link to post
Share on other sites

Извините что так долго не отвечал - только сейчас до компьютера добрался (проблем было много).

Написали вы столько всего - что у меня сейчас мозг лопнет :rolleyes:

Я как врублюсь во все что тут написано - обязательно отпишусь :unsure:

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

×
×
  • Create New...