Lysdiodbelysning spänningsreglering

[ebonita]

Jag hade tänkt bygga några lister med c:a 30 lysdioder för belysning. Men eftersom lysdioder är känsliga för spänningsvariationer så tror jag att man skall bygga in någon form av spänningsstabilisering

 

Skall man stabilisera på 2 V (= nominell lysdiodspänning)? Eller skall man stabilisera på t ex 12 v och seriekoppla 5-6 dioder åt gången?

 

Finns det någon här på båtplassen som har ett kopplingsschema på lämplig spänningsstabilisering?

Redigert 20.Mai.2008 av ebonita (see edit history)

[Ingar]

Ønsker du å stabilisere spenningen er det enkleste å bruke en standard 3-bens regulator, 78xx. (xx=reg.spenning)

Men det er neppe nødvendig, de er ikke så følsomme for spenningsvariasjoner.

Skal man oppnå best mulig "strøm-økonomi" må man seriekoble så mange som mulig. Korrekt spenning over en diode kan varier fra rundt 2 til opp mot 4V. Man må ha motstand i serie.

[ebonita]

God morgon Ingar och tack för svar.

 

 

Betr om det behövs så byggde jag en liknande belysning för några år sedan, och det visade sig att ljusstyrkan varierade mycket med 'normala' variationer i spänningen. Vet inte om det var något speciellt med dom lysdioder jag använde, men t ex om systemet var under laddning med 14,3 V så blev ljusstyrkan stor och om man sedan lät batterierna stå för försörjningen och dom var lite belastade så att spänningen gick ner till runt 12 V så blev ljusstyrkan väldigt liten. Variationen blev mycket större än för glödlampor.

 

Tittar på spänningsregulatorer i svensk ELFA-katalog sid 945. OUTPUT, GROUND och INPUT... och spänningsfall runt 2 V. Inga externa komponenter. Verkar ju enkelt.

 

Så om jag väljer en regulator t ex TS7810CI (ELFA nr 73-000-57) på 10 Volt /1,5 A, lägger LED som skall ha 2V i grupper med 5 i serie så behöver jag inga seriemotstånd?

[OT-flyktning]

Du skal IKKE regulere spenningen! Du skal regulere STRØMMEN! Og den kan du da sende gjennom en seriekobling av flere LED. En strømregulator kan være en motstand, men bedre er det å bruke en spenningsregulator som nevnt ovenfor over en konstant last (=motstand) og så 'misbruke' inn- eller utgangsstrømmen til regulatoren. Regulatoren bør da ha lavest mulig utgangsspenning. Vet ikke om det finnes f eks '7802'? Kanskje det finnes spesifikke kretser til dette.

[pat]

Det er riktig som "trikola" sier at det er strømmen som er interressant i en lysdiode. Hvis din dine lysdioder for eksempel tåler max 20mA så vil de ikke variere så mye i lysstyrke fra 15-20mA.

Hvis du vil bygge en enkel elektronikk-regulering så finner du eksempel på denne siden: http://ourworld.compuserve.com/homepages/B...owden/page7.htm

Se under kapittelet "Constant Current Battery Charger" hvor konstant-strøm regulatoren består av 1 stk LM317 og en motstand. For 20mA blir motstanden 1.25V/0.02mA=ca 62ohm

Hvis dine dioder har en "Forward spenning" på for eksempel 2V eller mindre (se etter Vf i databladet), kan du ha opp til 4 lysdioder i serie siden LM317 må ha 3V mellom inngang og utgang for å virke.

I dette eksempelet skulle du ha konstant lys fra 11V og oppover.

[Ingar]

Synes som nevnt aktiv regulering blir "overkill", har aldri brukt noe annet en motstand i serie og aldri opplevd en død diode.

[pat]

Enig med det.

Men poenget er at det synes som om mange ikke skjønner forskjellen i virkemåte på en LED og en lyspære.

(Man kan ikke koble 6 stk "2V lysdioder" i serie og bruke dem på et 12V anlegg uten noen form for strøm-begrensning).

[ebonita]

Ingar: 'Synes som nevnt aktiv regulering blir "overkill", har aldri brukt noe annet en motstand i serie og aldri opplevd en død diode.'

 

Som jag beskrev ovan i #3 så var mitt problem inte att lysdioderna brändes eller var helt döda men att ljusstyrkan varierade alldeles för mycket, åtminstone med den typ av dioder som jag använde.

 

Men jag hade kanske kopplat fel, '5 lysdioder i serie och så lite motstånd före för att ljusstyrkan skulle bli 'lagom''. Skulle gissa att dioderna lyste med 75% vid 14,2 V systemspänning och kanske 40% vid 12V. Alltså en rejäl variation.

 

Har kvar en påse med ljusstarka 50 mA dioder som jag tänkte använda nu. Det är samma påse som förra gången. Skall försöka med Pat:s recept med en strömregulator. Tänkte koppla i grupper om 4 st. och sedan parallellkoppla grupperna till en regulator som ställs in på (antal grupper) * 50 mA. Antagligen kommer den önskade ljusintensiteten att ligga kring 75% av lysdiodernas nominella förmåga även denna gång, så jag får kanske reglera ner strömmen tills jag blig nöjd. Är detta en svårighet? Borde jag köpa nya dioder med max ljus lika med vad jag har behov av så att dom kommer att drivas med nominell ström?

 

 

Pat: 'Man kan ikke koble 6 stk "2V lysdioder" i serie og bruke dem på et 12V anlegg uten noen form for strøm-begrensning'.

Men pat, vad händer om man parallellkopplade 6 av dessa dioder som har en angiven driftsspänning på 2,1 V till en 12V källa?

 

Redigerat 15:30: Förlåt jag menade seriekopplat givetvis. Men jag antar att det inte hjälper.

Redigert 21.Mai.2008 av ebonita (see edit history)

[Ingar]

Som jag beskrev ovan i #3 så var mitt problem inte att lysdioderna brändes eller var helt döda men att ljusstyrkan varierade alldeles för mycket, åtminstone med den typ av dioder som jag använde.

Ok, da setter du bare en trimpot i serie med motstanden og justerer til ønsket nivå.

 

Hvis man ikke bruker seriemotstand brenner LED'ene umiddelbart opp.

[OT-flyktning]

Skall försöka med Pat:s recept med en strömregulator. Tänkte koppla i grupper om 4 st. och sedan parallellkoppla grupperna till en regulator som ställs in på (antal grupper) * 50 mA.

 

NEI! Der er du - nesten - like langt. Du har ikke kontroll over om alle n * 50mA går gjennom et gren eller fordeler seg pyntelig lik på alle parallelle grener. LED'er er IKKE lineære motstander!!!

[pat]

Å paralellkoble LEDene er ikke noen god ide fordi de vil ikke fordele strømmen likt imellom seg.

 

Hvis du brukte 5 stk LED i serie og de har Vf på 2,1V så ligger det ca 10,5V over disse når de lyser. La oss si at du hadde 50 ohm i serie.

Ved 12V ble strømmen (12V-10,5V)/50ohm=30mA. Ved 14,3V ble stømmen (14,3-10,5)/50ohm=76mA. Med så stor variasjon i strømmen vil lyset variere mye slik som du opplevde.

 

Hvis du istedet hadde brukt 3 stk LED i serie ville regnestykket bli slik:

Motstanden beregnes ved max strøm og max spenning - (14,3V-6,3V)/50mA =160ohm

Minimum strøm blir da: (12V-6,3V)/160ohm = 36mA. Du må da finne ut om 36 til 50 mA gir akseptabel variasjon i lyset.

Hvis dette blir godt nok trenger du 10 slike 160 ohm motstandere for dine 30 lysdioder. Ca halvparten av brukt effekt blir nå varme i de 10 motstandene, altså 2,1 til 4W. Effekt som blir til lys 2,3 - 3,15W.

 

Bruker du en motstand per LED:

(14,3V-2,1V)/50mA=ca 240ohm. Minimumstrtøm: (12V-2,1V)/240ohm=41mA. Strømmen vil nå variere mellom 41 og 51mA og effekten som kokes i de 30 motstandene blir 12,2 - 18,7W. Lyseffekt 2,5 - 3,2W.

 

Og så en aktiv løsning:

4 LED i serie med en LM317:

Motstanden som trengs er 1,25V/50mA=25ohm. Bruk nermeste standardverdi på 27 ohm og vi får en konstanstrømgenerator på 46mA.

Du må nå ha 7 slike kretser slik at du får brukt 28 av dine 30 lysdioder. Effekten som kokes vekk blir nå 1,2 - 1,9W. Lyseffekt 2,8W.

 

Nei fanken! Nå har jeg regna så mye på dette at jeg tror jeg må ha en tur på Clas Ohlson og kjøpe meg en pose med lysdioder

[ebonita]

Heureka,

 

Du har säkert hittat förklaringen till mina problem pat!

 

Då behövs ju som Ingar sagt ovan inga reglerande kretsar.

 

Jag skall testa fram lämpliga motstånd.

 

Enkelt min käre Watson...

 

 

Stort tack!

Redigert 21.Mai.2008 av ebonita (see edit history)