Повторение пройденного: условия правильного питания СИД.

[Dhaitya]

alexg

Трехваттные люксеоны вполне нормально живут при 4.5 вольта... ...Дешево и сердито - не нужно никаких стабилизаторов.

Нет. К сожалению, не знаю, что такое "люксионы".
Прочтите: http://www.caves.ru/showpost.php?p=109707&postcount=21

 

[alexg]

Ответ: Police 7W

alexg
Нет. К сожалению, не знаю, что такое "люксионы".

Например LXHL-LW3C, Luxeon III, купить можно тут: http://shop.lumenhouse.ru/product_info.php/cPath/25_40/products_id/49?osCsid=99a03be84cab07ea055b0c0a477d3528

Прочтите: http://www.caves.ru/showpost.php?p=109707&postcount=21

И к чему эти "многа букв"? Смотрим документацию по упомянутому люксеону. Видим, что при 700 ма типичное прямое напряжение 3,7 В, диапазон 3,03-4,47В. При 1000ма типичное 3.9 вольт.
Т.е. если использовать NiMH 3 штуки, то можно не париться никакими резисторами, ибо 3.6 В явно попадают в нормальное рабочее напряжение. Если же обычные батарейки, то при таких токах они очень быстро просаживаются, так что можно особо не беспокоиться за светодиод.

Единственный СУЩЕСТВЕННЫЙ недостаток описанного фонаря для такого применения - это очень маленькая площадь теплоотвода со звездочки СИД. У меня есть фонарики подобного типа, но в муфте со светодиодом там есть типа дна, на котором всей площадью лежит звездочка, что обеспечивает очень хорошее охлаждение при добавлении термопасты

 

[Dhaitya]

Ответ: Police 7W

И к чему эти "многа букв"?

Ваша, alexg, и многих других участников беда состоит именно в том, что вместо чтения и понимания текста вы желаете увидеть только отдельные буквы. В сообщении по ссылке, которую вы, очевидно, проигнорировали, содержится информация д/начинающих о питании светодиодов. Вам следовало ознакомится с ней во избежание повторения грубых ошибок, часто допускаемых в этом вопросе.

Смотрим документацию по упомянутому люксеону. Видим, что при 700 ма типичное прямое напряжение 3,7 В, диапазон 3,03-4,47В. При 1000ма типичное 3.9 вольт.

Чтение документации без её понимания - пустая трата времени. Из документации же следует, что при токе 0А7 и температуре перехода +25 град. С (т.е. температуре среды +8 - +11 град. С и бесконечном радиаторе) напряжение на переходе лежит в диапазоне 3В03-4В47 и зависит от экземпляра диода.

Трехваттные люксеоны вполне нормально живут при 4.5 вольта.

Неверно.
Из ссылки и документации очевидно, что питание СИД постоянным напряжением 4В5 приведёт к их быстрой деградации и выходу из строя: даже если изначальное напряжение на переходе при токе 0А7 у холодного СИД составляет 4В47, то при последующем нагреве диода при его работе оно будет падать (при питании постоянным током) или же, при питании постоянным напряжением, ток резко возрастёт. При включении же в данных условиях СИД с ещё меньшим прямым напряжением - ближе к 3В03 по разбросу, его выход из строя произойдёт за секунды - всё это вы могли бы прочесть по приведённой ссылке, включая моделирующие уравнения.
Следут также учитывать, что напряжение свежезаряженных щелочных аккумуляторов составляет 1В36, сборка из 3-х даст 4В08.

Можно было бы возразить, что в роли ограничивающего сопротивления в цепи СИД выступают-де внутренние сопротивления элементов питания, проводки и выключателя, но такой подход не выдерживает критики, т.к. параметры эти имеют значения, меняющиеся от типа к типу, от экзеппляра к экземпляру и зачастую не поддающиеся простому учёту. (Это не относится к первичным литиевым элементам с высоким выходным сопротивлением.)
Пользователь, следовательно, ставится перед выбором: установить ли ему копеечный токограничительный резистор последовательно с СИД или же гадать, как скоро тот выйдет из строя, оставив его без света в, возможно, критической ситуации.

Из вашего предположения, alexg, происходит ещё одно интересное следствие, своего рода недоказываемая лемма: светодиоды можно соединять параллельно в любых количествах. Это становится видно, если первичное утверждение подвергнуть индукции...

 

[alexg]

Ответ: Police 7W

Ваша, alexg, и многих других участников беда состоит именно в том,

Каюсь, дилетант я, теоретические знания имею в предмете сугубо поверхностные.

Неверно.
Из ссылки и документации очевидно, что питание СИД постоянным напряжением 4В5 приведёт к их быстрой деградации и выходу из строя: даже если изначальное напряжение на переходе при токе 0А7 у холодного СИД составляет 4В47, то при последующем нагреве диода при его работе оно будет падать (при питании постоянным током) или же, при питании постоянным напряжением, ток резко возрастёт.

Это понятно, но ведь и щелочные элементы не являются источником постоянного напряжения. При токе 0,7 и выше у них просядет напряжение, так что тут есть некоторый элемент саморегулирования. Но в целом соглашусь - на 4.5В напрямую сажать диод - не лучшая идея. Сам я в подобных случаях использую только аккумуляторы

Следут также учитывать, что напряжение свежезаряженных щелочных аккумуляторов составляет 1В36, сборка из 3-х даст 4В08.

Да, я это знаю и имею в виду, на только вынутых из зарядки аккумуляторах не включаю фонарик надолго.

Из вашего предположения, alexg, происходит ещё одно интересное следствие, своего рода недоказываемая лемма: светодиоды можно соединять параллельно в любых количествах. Это становится видно, если первичное утверждение подвергнуть индукции...

Осенью 2005 мною был куплен фонарик как раз с 17 параллельно подключенными светодиодами. Как ни странно, он до сих пор жив, все светодиоды работают

 

[Dhaitya]

Ответ: Police 7W

Это понятно, но ведь и щелочные элементы не являются источником постоянного напряжения. При токе 0,7 и выше у них просядет напряжение, так что тут есть некоторый элемент саморегулирования.

Безусловно, вы правы. Но этот элемент саморегулирования не вызывает доверия, поскольку он зависит от ряда параметров:
- от температуры среды
- от типа элемента (химизм, размер)
- от степени разряженности
Т.е. он позволит уменьшить деградацию, но практически невычисляем и требует, желательно, знания прямого напряжения на переходе СИД при данном токе. Поэтому я и рекомендую использовать более математически предсказуемые методы.

Осенью 2005 мною был куплен фонарик как раз с 17 параллельно подключенными светодиодами. Как ни странно, он до сих пор жив, все светодиоды работают

Пусть работает. Вероятно, тут можно привести и положительные и отрицательные примеры - у кого-то работают 2 года, у кого-то вышли из строя за месяц, итд. Открою опрос для сбора статистики, меня всегда интересовал этот момент.

 

[Darkcat]

Ответ: Police 7W

Вы все почемуто забываете про то, что у нас батарейки и аккумуляторы далеко не идеальные. Батарейки вообще с трудом выдают токи свыше 1го ампера, напряжение даже на новом элементе падает до 1,2-1,3 вольта. Аккумулятор немного лучше, но в данном случае всеравно суммарное напряжение на 3х аках под нагрузкой 0,7 ампера не будет превышать 3,9 вольта. Через час работы - уже 3,6 вольта и дальше ниже.

Недостаток питания СИДа напрямую от 3х NiMH только один - равномерное снижение яркости. Мне это не так критично, фонарик не для подземли (слишком яркий и тяжелый), а в лесу он будет работать гораздо меньше плановых 8ми часов (от 1 комплекта аккумуляторов).

alexg
Нет. К сожалению, не знаю, что такое "люксионы".

Это была шутка. Смеяться после слова лопата.

 

[Dhaitya]

Ответ: Police 7W

Недостаток питания СИДа напрямую от 3х NiMH только один - равномерное снижение яркости.

Единственный? Обоснуйте.

...всеравно суммарное напряжение на 3х аках под нагрузкой 0,7 ампера не будет превышать 3,9 вольта.

Какой ток будет течь ч/переход СИД при напряжении источника 3В9, если при напряжении
1. 3В5 ток =0А7 ?
2. 3В3 ток =0А65 ?
Выходное сопротивление источника 33mR.
Какова будет температура перехода в установившемся режиме? Выходом за пределы ОБР пренебречь.

Это школьная арифметика. Будьте любезны.

 

[alexg]

Ответ: Повторение пройденного: условия правильного питания СИД.

2 Dhaitya: хорошо, убедили, резистор нужен. Тогда вопрос. Для упомянутого LXHL-LW3C какое сопротивление надо поставить при условии питания от трех NiMh аккумуляторов для обеспечения максимальной яркости при минимальном риске скорой деградации диода? При этом длительность работы от одного комплекта аккумуляторов не критична (в разумных пределах). На онлайн-калькуляторы не посылайте, там обычно используется тупая формула, которая в данном случае вряд ли применима, типа разница между имеющимся и требуемым напряжением деленная на рабочий ток. В данном случае аккумуляторы и так дадут нужное напряжение, но вот ток по мере нагрева может выйти за допустимые пределы.
Какой нужен резистор?

Недостаток питания СИДа напрямую от 3х NiMH только один - равномерное снижение яркости.

Как раз таки в отличие от алкалиновых и тем более от солевых батареек, NiMH аккумуляторы имеют гораздо более пологую разрядную кривую практически до конца разряда. Снижение яркости есть, конечно, не не столь существенное, на батарейках падает круче.

 

[Dhaitya]

Ответ: Повторение пройденного: условия правильного питания СИД.

Максимальный ток диода I[sub]j[/sub]=0А7, следовательно, рабочий 0.7х0.85=0.595=0.6А
Выходное сопротивление батареи 33mR (3хD) на момент начала разряда.
Температура перехода в установившемся режиме +90 град С (взято произвольно в качестве опорной величины, предполагает температуру радиатора +70 град. С)
Начальное напряжение перехода U[sub]j1[/sub] при T[sub]j[/sub]=+25 grad. C.
Сопротивления проводки и выключателей =0R0.
ТКПН диода =-2mV/K
Стартовое напряжение батареи U[sub]in1[/sub]=4.08V
Считаем последовательное сопротивление R[sub]s[/sub]
Условие: при T[sub]j[/sub]=+90C I[sub]j[/sub]<0.7A
Тогда выразим R[sub]s[/sub]=F(I[sub]j[/sub]; T[sub]j[/sub]; U[sub]in1[/sub]; U[sub]j1[/sub]):
R[sub]s[/sub]=(U[sub]in1[/sub]-(U[sub]j1[/sub]-(T[sub]j[/sub]-T[sub]j[/sub])x0.002)-I[sub]j[/sub]x0.033)/(I[sub]j[/sub])=0.84R (в примере использовано значение U[sub]j1[/sub]=3.6В)
Функциональная зависимость позволяет проводить подсчёт, основываясь на различных условиях. Например, другом начальном напряжении батареи или прямом напряжении перехода.

 

[Dhaitya]

Ответ: Повторение пройденного: условия правильного питания СИД.

Какой ток будет течь ч/переход СИД при напряжении источника 3В9, если при напряжении
1. 3В5 ток =0А7 ?
2. 3В3 ток =0А65 ?
Выходное сопротивление источника 33mR.
Какова будет температура перехода в установившемся режиме? Выходом за пределы ОБР пренебречь.

Т.к. Darkcat с вычислением не справился или им вовсе не занимался, привожу решение задачи определения перегрузки СИД при питании постоянным напряжением.

dI=dU/dR, где dR - дифф. сопротивление СИД из документации (динамич. сопротивление).
Переходя к линейной форме:
ΔI=ΔU/dR
Напряжение на переходе:
U[sub]j[/sub]=U[sub]j0[/sub]-|k|xΔT+ΔIxdR=U[sub]j0[/sub]-ΔPxR[sub]Θ[/sub]x|k|+ΔIxdR. (1)
Изменение мощности на переходе при изменении напряжения питания:
ΔP=(ΔU/dR+I[sub]j0[/sub])xU[sub]s[/sub] (2)
(1) и (2) образуют систему линейных уравнений, где
ΔU, ΔT, ΔI, ΔP - установившиеся разности напряжения на переходе, температуры перехода, тока перехода и мощности на переходе в сравнении с калибровочными напряжением, током перехода U[sub]j0[/sub], I[sub]j0[/sub] и его температурой.
U[sub]s[/sub] - постоянное напряжение питания перехода.
В (1) температура выражена как ф-ция теплового сопротивления и мощности.
Подставим (2) в (1) и выразим ΔU, тогда:
ΔU=(U[sub]j0[/sub]-U[sub]s[/sub]-I[sub]j0[/sub]хU[sub]s[/sub]xR[sub]Θ[/sub]x|k|)dR/(U[sub]s[/sub]xR[sub]Θ[/sub]x|k|-dR) (3)
Д/примера №1 получим dU=0.71V при допущении, что тепловое сопротивление переход-среда с учётом фонаря на 3-х элементах D равно 25K/W, где 6K/W - тепловое сопротивление корпуса фонаря, остальное - сопротивление монтажа.
Тогда ΔI=0.71/0.8=0.89A и полный ток СИД=0.7А+0.89А=1.59А.
Также можно получить и остальные величины.
Если необходимо учесть сопротивление источника питания, то в выражении (3) U[sub]s[/sub] заменяют на E-(ΔU/dR+I[sub]j0[/sub])xR[sub]s[/sub], где E - ЭДС, а R[sub]s[/sub] - последовательное сопротивление источника питания, его значение д/элементов питания приводиться в документациях на них.

 

[Darkcat]

Ответ: Повторение пройденного: условия правильного питания СИД.

Мне лень считать. Проще собрать и проверить. Через недельку прикуплю 3 Сшки, проверю, насколько реальная жизнь соответствует вычислениям. Если понадобится побберу резистор.