Низкое кпд схемы со светодиодом

[vladimir333]

Добрый день.
решил спаять мини светильник для путешествий с питанием от type-c(5V).
В наличии были 1вт светодиоды

спаял по схеме как на листочке 2 led параллельно, и последовательно им резистор 20-Ом.
Ток подобрал для себя 100мА, чтобы светило нормально и был не сильный нагрев.
По расчетам кпд получился 60%, что как-то не очень, учитывая что планируется подключать светильник к повербанку.

Вопросы такие.
1 Все ли я правильно расчитал
2 Можно ли как-то увеличить кпд чтобы не тратить 40% энергии в пустую
3 нужны ли в моем случае радиаторы для светодиодов, на ощуп греются, но не обжигают.
4 если радиаторы нужны, есть ли способ как их можно самому сделать(может на ребро гайки можно приклеить)

Спасибо за ответы

[vladimir333]

[uquote="Martian",url="/forum/viewtopic.php?p=4267863#p4267863"]1. Наверное. Это, как ни странно, не так важно, исходя из желания получить КПД наиболее высокий.
2. Чтобы не тратить энергию в нагрев резистора, от него надо избавиться, то есть, собрать некий импульсный преобразователь. Таким образом можно получить два эффекта: КПД вплоть до 98% и регулировку яркости, что тоже продлит срок работы аккумуляторов, ведь максимальная яркость не всегда нужна.
3. Да. Радиатор существенно продлит срок службы светодиода. 100 мА - это достаточно много, а если ещё и температура окружающей среды тоже повысится - будет нехорошо...
4. Масса вариантов. Но такие светодиоды обычно садятся своим дном через термопасту на алюминиевый или медный пенёк, переходящий в что-то радиаторное

Добавлено after 6 minutes 55 seconds:
с 98%, конечно, я мощно задвинул для маломощного преобразователя... но 80-85% получить дёшево вполне возможно[/uquote]

спасибо за ответы, кажется по моей схеме на каждый светодиод приходится всего по 50мА, они же у меня стоят параллельно, а 100мА это общий ток схемы

[>TEHb<]

Рекомендуется хотя бы разделить резистор на 2, тогда ток через светодиоды будет заведомо ровнее делиться.
Но вообще да, импульсный стабилизатор. В данном случае, наверное, будет сподручее подключить светодиоды последовательно и преобразователь взять повышающий.

[Wcat22]

я так думаю, что если энергии нет, то и не надо светить на 100 мА, свети на 10....а если надо 100 - то и источник бери соответствующий....имп. преобразователь поможет сэкономить, но мизер...в дороге лучше обычный резистор по простоте и надёжности

[Alex_641]

Можно попробовать степ-даун ( шаг-дурак )) ) на 4005, у неё минимальное входное 5 вольт , и разница 0,6 , и ограничение тока тоже есть .. Но КПД в тех режимах чё то сомнительно .

[vladimir333]

мне то нужно еще это все в корпус из под пробки засунуть, я думал может еще какой-то светодиод воткнуть на 2(не знаю есть ли такие) вольта, чтобы вместо тепла энергия переходила в свет ?

[Novice user]

Можно напрямую с аккумулятора брать и через драйвер AMC7135 на светодиод,я так и сделал,ток 0,35 ампера,на светодиоде (сейчас замерил) 3,5 В,при напряжении на аккумуляторе 4 В КПД будет 87%

[Динозавр]

vladimir333, Резисторы стабилизируют ТОК через сильно нестабильные светодиоды, это очень полезно.
Преобразователь нужен со стабилизацией тока в нагрузке.

[vladimir333]

[uquote="Novice user",url="/forum/viewtopic.php?p=4267979#p4267979"]Можно напрямую с аккумулятора брать и через драйвер AMC7135 на светодиод,я так и сделал,ток 0,35 ампера,на светодиоде (сейчас замерил) 3,5 В,при напряжении на аккумуляторе 4 В КПД будет 87%[/uquote]
у меня к сожалению питание это повербанк, у которого нет доступа к аккумулятору

Добавлено after 3 minutes 21 second:
Подскажите еще пожалуйста, как лучше закрепить светодиод на радиаторе, чтобы была максимальная теплопередача ?
на сколько хорош такой вариант, положить радиатор на плиту, капнуть припоя, и когда расплавится, запаять сверху светодиод ?

[Martin76]

При токе в 50мА можно не переживать о перегреве 1Вт светодиода типа эмиттер, его корпус и так справится. Вот если его использовать при номинальной мощности, то нужен теплоотвод. 1Вт можно ставить на термопасту и припаивать ноги, у 3Вт и 5 уже нужно паять и пузо.

[VNS]

[uquote="vladimir333",url="/forum/viewtopic.php?p=4267850#p4267850"]2 Можно ли как-то увеличить кпд чтобы не тратить 40% энергии в пустую[/uquote]
Посмотри в сторону подобного драйвера... https://datasheet.lcsc.com/szlcsc/Siler ... 107309.pdf

[vladimir333]

[uquote="Martin76",url="/forum/viewtopic.php?p=4268003#p4268003"]1Вт можно ставить на термопасту и припаивать ноги, у 3Вт и 5 уже нужно паять и пузо.[/uquote]
а если термопаста высохнет, и светодиод отклеится от радиатора ?

[Wcat22]

положить радиатор на плиту

и сверху прижать пластиной с отверстием (8 мм) двумя винтиками

[Novice user]

[uquote="Martian",url="/forum/viewtopic.php?p=4268071#p4268071"]А если метеорит внезапно и всей Земле кирдык? Риски надо всё-таки без лишней паранойи просчитывать и с учётом разумного срока службы, не вечная ж игла для примуса...

Добавлено after 2 minutes 43 seconds:
[uquote="Novice user",url="/forum/viewtopic.php?p=4267979#p4267979"]при напряжении на аккумуляторе 4 В КПД будет 87%[/uquote] Гениально. Тогда надо разрядить аккумулятор до 3 вольт и замерить, КПД явно станет 100%
...может даже 101%[/uquote]
А что такого-87 %-я сам лично измерил и посчитал-
напряжение 4 В на аккумуляторе
напряжение на светодиоде 3,5 вольта
ток через светодиод 0,35 ампера
общая мощность потребления 4*0,35=1,4 ватта
мощность потребления светодиода 3,5*0,35=1,225 ватт
1,4 ватта=100 %
1,225 ватта=х%
х=1,225*100/1,4=87,5 %
А насчет 101 % я не понял,причем тут 101%,фантастики насмотрелись?

Добавлено after 16 minutes 43 seconds:
При разряженном аккумуляторе до 3 В кпд будет (3-0,15)*100/3=95 %,с математикой у вас туговато...
0,15 В -минимальное напряжение падения на AMC7135,это есть в даташите,только ток через светодиод сильно упадет

[Alex_641]

87% КПД при разнице 0,5 вольта ... Новисе юзер - ты точно не пил самогон ?

[Novice user]

[uquote="Alex_641",url="/forum/viewtopic.php?p=4268423#p4268423"]87% КПД при разнице 0,5 вольта ... Новисе юзер - ты точно не пил самогон ?[/uquote]
Алех шестой четвертый первый,я самогон не пью,посчитайте сами,даже грубо-
4 вольта----100 %
3,5 вольта---х %
3,5*100/4=87,5 %
Учите алгебру и посчитайте сами

[Eltex]

Для случая, когда напряжение источника меньше напряжения зажигания светодиода.
КПД излучателя = КПД (светодиода) * КПД (преобразователя)

Нагрев светодиода и резистор это потери.
т.е. требуется:
1) Избавится от резисторов.
2) Снизить напряжение и ток через светодиод до оптимального значения, когда он совсем не будет греться, но будет иметь приемлемую светимость.
3) Вместо резистора, для каждого светодиода использовать свой преобразователь, который оптимизирован на напряжение зажигания и оптимальный ток светодиода, поэтому имеет высокий КПД.

[MLX90640]

Вы, господа, тут забываете о том, что нагрев светодиода идет из-за очень низкого КПД преобразования электричества в СВЕТ - буквально пару-тройку десятков процентов. Лучшие образцы светодиодов имеют КПД около 50%.
Вот сколько-то мощности к светодиоду подводится, и небольшая часть из этого преобразуется в свет, а всё оставшееся - в тепло. Отсюда и неизбежный нагрев светодиода.
Теперь добавьте потери на гасящем резисторе или на импульсном драйвере светодиода, и получите еще один источник потерь на тепло. У резистора или линейного регулятора будут наибольшие потери, а у импульсного преобразователя - наименьшие.

[Novice user]

MLX90640 это все знают,вы конкретную схему для данного случая приведите

[MLX90640]

Конкретную схему преобразования электричества в свет? Ну знаете ли, лучшие инженеры бьются над вопросом увеличения КПД излучения светодиода, я то тут при чем. Хотя в силах пользователя отыскать светодиод с высоким КПД по светоизлучению. Например, светики от Cree.
А если интересует конкретная схема импульсного драйвера для светодиода, то например возьмите MC34063, посчитайте номиналы по формулам из даташита и возрадуйтесь.
Можете поискать и подходящие импульсники. На память, если не ошибаюсь, AMC7135, по-моему так.