Domanda:
Indicatore di alimentazione per circuiti con tensioni molto superiori alle tensioni dirette dei LED (diciamo 15-48V)
Inductiveload
2018-06-25 18:12:30 UTC
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Ho un circuito con una barra di alimentazione da 24 V e ho inserito un LED e una resistenza in serie su di esso per l'indicazione dell'alimentazione.Anche con una corrente diretta di 10 mA, vengono dissipati oltre 200 mW di potenza, di cui oltre il 90% nel resistore in serie.Questo è più di quanto molti (ma non tutti) resistori SMD possono persino fornire.Questo sembra un sacco di energia per un semplice LED.

Gli indicatori al neon potrebbero funzionare all'estremità del voltaggio più alto, ma non sono comunemente disponibili nei pacchetti SMD e sono ingombranti, costosi e possono avere una durata limitata.

Ho anche considerato un multivibratore astabile per eseguire un flash a basso ciclo di lavoro per mantenere bassa la potenza media, ma questo richiede 4 resistenze, 2 condensatori e 2 transistor o un IC (che difficilmente funzionerebbe a 24V) e alcunipassivi.

Esiste un modo molto semplice (con basso numero di componenti, economico, a basso consumo e con area scheda ridotta) per mostrare l'indicazione di potenza nei circuiti con una tensione del rail superiore a circa 10 volte il LED \ $ V_f \ $ (diciamocirca 15 V fino a 48 V).

* che è più di quanto molti resistori SMD possono persino fornire * Esistono resistori SMD con una dissipazione di potenza massima più elevata.Sono però più grandi (in termini di dimensioni).
@Bimpelrekkie certo, anche nella stessa confezione a volte, soprattutto se si passa da film sottile a film spesso.Ma poi devi iniziare a specificare diverse potenze nominali dal tuo stock normale.
Prima di accettare una risposta, è possibile specificare i criteri di accettazione per la dissipazione di potenza.100 mW?10 mw?o ?e il tuo budget 0.xx $
Domande senza specifiche falliscono il Test and Design Engineers Modus Operandi.
Gli indicatori al neon non funzionano a 15V.Le lampade a incandescenza sì, ma non sono comunemente disponibili come parti SMD.
Che ne dici di utilizzare due LED in serie e una corrente inferiore?Diciamo, 5mA attraverso due LED invece di 10mA attraverso un LED?Sono disponibili pacchetti SMD con due LED che possono essere collegati in serie ("LED bicolore").
Che dire dell'utilizzo di più * resistori * in serie?
Fai attenzione ai tuoi termini: "media tensione" di solito si riferisce a intervalli da 600 V a 1000 V e superiori.Con 48V sei ancora nella gamma "extra-bassa".
@Agent_L è abbastanza giusto, intendevo solo "molto di più di \ $ V_f \ $", cioè non qualcosa come 3,3 V o 5 V.Ho modificato la domanda.
@immibis: che non aiuta la potenza complessiva, riduce solo la potenza per resistore (il che potrebbe risparmiare un resistore di potenza superiore in una distinta base).L'utilizzo di più LED, come afferma Jukka Suomela, può aumentare l'efficienza, poiché è possibile utilizzare più energia per la luce e bruciare meno come calore nelle resistenze.
@Agent_L una delle risposte si riferisce a un LTC3632 ad alta tensione, ma è una parte da 50 V.Perché si chiama alta tensione se la media tensione è 600-1000V?Stiamo parlando di ingegneria elettrica, non linee di trasmissione elettrica.48V è considerato alta tensione.
Sei risposte:
Colin
2018-06-25 18:16:13 UTC
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Usa un LED diverso.I LED ad alta luminosità dovrebbero comunque essere sufficientemente luminosi per un indicatore a 1-5 mA.

Il problema che hai è che qualunque componente tu usi per farlo in modo lineare dissiperà l'energia in eccesso sotto forma di calore.

L'unico modo per eseguire questa operazione in modo più efficiente se si desidera utilizzare un'alta tensione e inserire 20 mA attraverso il LED è utilizzare un qualche tipo di dispositivo di commutazione, ma ciò va contro uno o più dei semplici, economici e bassirequisiti di conteggio dei componenti.

+1 Per quello che vale, ci sono LED indicatori da 240 V CA che utilizzano resistori di caduta in serie di dimensioni relativamente piccole.I LED moderni sono così buoni.
Una soluzione sarebbe un chip LED a corrente molto bassa con diversi diodi collegati in serie.Il fascio di luce dovrebbe assomigliare a quello di un singolo LED.Non ho informazioni se viene prodotto un chip LED di questo tipo.Sarà più costoso dello stesso numero di singoli chip LED.
Doktor J
2018-06-25 20:16:17 UTC
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Usa più resistenze in serie!

Al costo di un piccolo spazio sulla lavagna, puoi restare con parti di dimensioni standard. Se si utilizzano resistori dello stesso valore, la dissipazione di potenza sarà (approssimativamente) uguale tra loro ...

Quindi per un \ $ 3V \ $ LED a \ $ 10mA \ $ , devi rilascia \ $ 21V \ $ quindi hai bisogno di \ $ 2.1k \ Omega \ $ ; se usi 2x \ $ 1.05k \ Omega \ $ ( \ $ \ le \ $ 2%) è \ $ 2.1k \ Omega \ $ che consente il \ $ 10mA \ $ richiesto attraverso il LED e i resistori dissiperanno \ $ (0,01A \ times 21V) \ div 2 = 105mW \ $ ciascuno. Se stai usando resistenze da 125 mW o più, dovresti stare bene.

Se stai usando resistenze al 5%, usa solo 2x \ $ 1.1k \ Omega \ $ resistenze, che daranno \ $ 2.2k \ Omega \ $ resistenza combinata per circa \ $ 9.5mA \ $ invece, e quella sarà \ $ (0,0095A \ times 21V) \ div 2 = 99,8 mW \ $ ciascuno.

Dato che sono tutti in serie (sia i resistori che il LED) puoi essere creativo con il posizionamento. Metti entrambe le resistenze prima del LED, o una prima e una dopo, o entrambe dopo!

Puoi farlo anche in parallelo - usa \ $ n \ $ resistori di \ $ R \ volte n \ $ e dividi la potenza tra loro in questo modo.
Un'altra domanda è: quanto in alto può arrivare la linea 24V?Se raggiunge il massimo a 24 V, è sufficiente alimentare il LED tramite il divisore, ma se è 24 V o più come fino a 100 V / ecc., Il semplice divisore alimentato da 1 sorgente farà semplicemente saltare il LED.
@Inductiveload il problema con i LED in parallelo è che (a meno che non si utilizzi un singolo resistore su ciascun LED, che è composto da più componenti) se i LED non sono perfettamente identici, uno può condurre più corrente degli altri e si brucerà più rapidamente, quindi risultandoin sovraccarico sui restanti LED che condividono una comune resistenza (e il loro imminente esaurimento).
Michael Karas
2018-06-25 18:35:13 UTC
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Un'opzione che potresti avere è dare un'occhiata al tuo circuito e dove viene utilizzata la corrente di alimentazione.Potrebbe essere possibile posizionare semplicemente il LED in serie con qualche altro circuito che:

  1. Non importa avere una caduta di tensione equivalente alla caduta di tensione diretta del LED.
  2. Limita la corrente nel circuito in serie a un valore compatibile con le correnti nominali del LED.

Se riesci a trovarlo nel tuo circuito, in pratica sposteresti gli sprecati 200 mW di potenza dal resistore a un'altra parte del circuito dove potrebbe essere utilizzato meglio.

Chris Fernandez
2018-06-25 21:45:05 UTC
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Se sono disponibili binari a tensione inferiore, è possibile utilizzare un singolo transistor e un partitore di tensione.

Il partitore di tensione spinge i 24 V verso il basso nel gate / base di un transistor, quindi il LED riceve l'alimentazione dalla barra di tensione inferiore.Qualcosa di simile:

schematic

simula questo circuito - Schema creato utilizzando CircuitLab

Lo svantaggio di questo è che crea effettivamente un cancello "e", il LED si accenderà solo se entrambi i binari 24V e 5V sono sollevati.
Questo è un ottimo punto.Non l'avevo considerato.Ho usato questa topologia principalmente quando ho un microcontrollore a bassa tensione che commuta carichi ad alta tensione e voglio indicare quando la roba ad alta tensione è attiva
È davvero uno svantaggio?
@RussellBorogove Certamente.Qualcuno vede che 24V è spento, si tuffa con un cacciavite, mette qualcosa in cortocircuito e tutto esplode.Non è un aspetto negativo?
Bene, nulla impedisce di aumentare Rlimit e di collegarsi a 24V invece .. ma allora potresti far cadere il transistor e usare semplicemente un partitore di tensione su misura per il LED stesso.La vera domanda è: quanto in alto può arrivare la linea a 24V?Se raggiunge il massimo a 24 V, è sufficiente alimentare il LED tramite un divisore, ma se è 24 V o più come fino a 100 V / ecc., Il semplice divisore alimentato da 1 sorgente farà semplicemente saltare il LED.
@RussellBorogove o, 5V è spento ma l'alta tensione no, pensano che sia sicuro e mettono le mani lì dentro ... e beh, puoi capire il resto.
Uwe
2018-06-26 20:55:44 UTC
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Ho cercato un convertitore di commutazione DC / DC step-down ad alta efficienza e alta tensione e ho trovato l'LTC3632, ma hai bisogno del chip, due condensatori, due resistori e un induttore.Può essere utilizzato per tensioni di ingresso fino a 50 V.

Efficienza migliore del 70% per una corrente di 0,1 mA.Due resistenze per impostare la tensione di uscita, un condensatore in ingresso e in uscita e un induttore.Ovviamente un'altra resistenza per impostare la corrente del LED.

Meno componenti sarebbe difficile.Può essere che il condensatore in ingresso non sia necessario quando posto vicino al condensatore di alimentazione.

Non ho cercato il prezzo del chip.Potrebbero esserci altri convertitori di commutazione CC / CC di altri produttori.

Graham
2018-06-26 05:25:45 UTC
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Abbassa la tensione con il silicio.

Il tuo problema è la tensione ai capi del resistore.Se riesci a ridurlo, taglierai la dissipazione di potenza.

La soluzione ovvia per la caduta di tensione sarebbe un diodo Zener in serie con il LED e il resistore impostato in corrente.Con uno Zener da 18 V e forse 2 V attraverso il LED (per usare numeri tondi), hai 4 V attraverso il resistore.Un resistore da 400R ti darà 10mA e hai solo 40mW di dissipazione di potenza sul resistore.

Gli zeners non sono perfettamente stabili dal punto di vista del voltaggio, ovviamente, ma per accendere solo un LED sono abbastanza buoni.

Invece di uno zener, funzionerebbero anche più LED in serie, specialmente quelli blu.Se sono molto ravvicinati potresti ridurre ulteriormente la corrente.
Ridurrai la dissipazione di potenza sul resistore, ma stai ancora dissipando la stessa potenza complessiva, è solo distribuita su più componenti.Nel tuo esempio, lo zener dissipa 0,18 W.
Cosa succede alla potenza elettrica definita dalla caduta di tensione e dalla corrente del diodo Zener?Qual è la differenza rispetto alla potenza dissipata all'interno di un resistore?


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Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 4.0 con cui è distribuito.
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