Фонарь с преобразователем: вход 4.5В, выход 5мм СИД по 25ма 7 шт.

Статус
В этой теме нельзя размещать новые ответы.
W

wadym

Пожалуйста, не пытайтесь повторить это решение. Оно содержит ошибки алгоритма и неверно определённые номиналы компонентов.

Всё не давал покоя мне мой PETZL DUO. Диоды на место маленькой лампочки я поставил уже давно, но питал их линейным стабилизатором LD1117 на 3,3 вольта. КПД (при питании фонаря аккумуляторами: в пределах от 5 до 4 вольт) получалось достаточно низкое порядка 70%. К тому же начиная с 4,2 вольта на выходе напряжение становилось ниже 3,3 вольта и яркость начинала падать. Ещё наблюдался нехороший эффект разогрева микросхемы и светодиодов. При включении светодиодов схема потребляла 90 мА, а после 20-ти минутного разогрева потребление увеличивалось до 150 мА. Вот и решил я поставить DC\DC converter. Долго выбирал микросхемку и остановился на MAX748A.
http://www.maxim-ic.com/quick_view2.cfm/qv_pk/1162
- дешевле купить напрямую у производителя. У меня один знакомый зашёл на сайт: http://www.maxim-ic.com и купил 2 микросхемы прямо там. Говорил, что получилось достаточно дёшево.
В общем, после всех треволнений я имел всё, что мне нужно, для изготовления схемы и приступил к работе.
Взял кусок картона и сделал форму повторяющую внутреннее пространство фонаря.
http://foto.germany.ru/gallery/66278/1_G
Отсканировал этот кусок картона и нарисовал в фотошопе дорожки.
http://foto.germany.ru/gallery/66278/2_G
Там же перевернул изображение.
http://foto.germany.ru/gallery/66278/3_G
Напечатал макет на лазерном принтере и перенёс его на плату. Всё спаял и включил. Работает! Поставил в фару и тут начались проблемы. Три конденсатора мешали отражателю стать на место. Поначалу хотел переделать плату заново и изменить расположение деталей на ней, но поленился и решил всё так и оставить. Два пришлось подогнуть, а третий вынести за пределы платы. Сначала я хотел конденсатор по питанию вообще убрать, но без него схема начинала нестабильно работать. Вот и пришлось оставить.
http://foto.germany.ru/gallery/66278
КПД получилось в районе 85%. Эффект разогрева диодов опять есть, хотя и меньший (микросхема немного тёплая). При включении диоды потребляют 140 мА, а после 20-ти минутной работы 200 мА.
Хочу ещё поставить такой же преобразователь в коногоночную фару вместе с люксеоном. От этой микросхемы 1-ваттный люксеон потребляет в районе 190 мА (наверное после разогрева будет больше), думаю, что получится неплохая фара.
 
В моей последней сборке нет сопротивлений, стоящих последовательно с диодами. И это наверное плохо. Или нет?… В конце 2001 года я купил Тику на трёх светодиодах (других тогда не было). Купил кажется за 30 $. Я пользовался ею всего несколько раз. Там кстати нет сопротивлений. Диоды прийти в негодность естественно не успели, а менять всё равно надо, потому как то, как она светит и светом-то назвать уже язык не поворачивается. Примерно при тех же токах, как и у псевдо Тики ( за 4 $) светоотдача почти одинаковая ( в псевдо у меня таки за полтора года сел один светодиод). В 2002 году я купил светодиодный фонарь фирмы Люцидо (на 7 светодиодов), кажется за 80 $ (когда я его покупал, мне показывали кучу проспектов, говорили о том, что будущее уже наступило и что отдача светодиодов уже 90%, а лампы накаливания это уже каменный век, имея сейчас столько фонарей в своём распоряжении я думаю, что это не совсем так. Кроме своих фонарей я перещупал кучу различных моделей в разных магазинах. Таких как: Примус, Блэк Диаманд ну и кучу других. Сейчас продаются ручные фонарики на 3-х ваттных Люксеонах!!! Правда они делаются под батарейки стандарта ААА!!!???). Так вот в Люцидо стояли сопротивления, и светодиоды вроде как не сели, но то, как они светят, светом назвать можно только с большой натяжкой. Кстати у Люцидо мне совершенно не нравится качество в плане надёжности, ударопрочности (к сожалению фирма Петцль в последнее время стала тоже этим грешить). Мой Люцидо уже давно почил на смертном одре. От него осталась только платка под диоды. Диоды, я первоначально поставил на переделанный мною Петцль дуо, но позже снял, так как они не выдержали конкуренции в плане яркости, с новыми. Пришлось менять. Ну и что же получается? Диоды-то целые, а использовать их где-то нет ни малейшего желания. В связи с тем, что диоды по отдельности стоят очень дорого, я решил покупать их в изделии. Последний раз я поставил в Петцль дуо светодиоды от фонариков для велосипедов. Model: SDB-4W ( стоят 8 $ ). Можете посмотреть их в интернете или у меня ( их купил 8 шт. 2 разобрал для Петцеля, 2 использую для велосипеда, 4 в запасе):
http://foto.germany.ru/gallery/66858/Fonary
Там же на фотке в верхней части посередине то, что осталось от Люцидо.
В SDB-4W  стоит 4 светодиода, которые потребляют примерно 200 мА. Я не знаю, что это за светодиоды и нормально ли это по 50 мА на светодиод. На Петцль я поставил 7 штук на 200 мА. Около 30 мА на штуку. Я езжу на велосипеде с двумя такими фонарями уже пол года, вроде работают также. По крайней мере после того, как я прочитал здесь о том, что диоды без сопротивлений быстро приходят в негодность, решил сравнить свой старый фонарь, которым пользуюсь уже пол года с новым. Честно говоря разницы я не увидел. Думаю, что независимо от того, сядут они или нет, а менять их через пару лет все равно придется. Да и поменять их если они сядут не так уж и сложно. Ведь не траншеи рыть, правда? Надо только иметь некоторый запас их. По поводу короткого в них скажу лишь одно. Собственно говоря зап. свет для того и берётся, чтобы не оказаться внезапно в непредвиденной ситуации. Да и короткое в диоде я думаю что-то из ряда вон выходящее. Один случай из тысячи. Гораздо чаще фонари бьют, теряют в щелях и колодцах и т.д. Зато если в конструкции нет сопротивлений, у неё выше КПД!

P.S.
Кто знает что это за модель светодиода?
http://foto.germany.ru/gallery/66858/Svetodiody
Почти все мои аккумуляторы (без 6-ти штук, их вынуть небыло никакой возможности):
http://foto.germany.ru/gallery/66858/Akku
Я к сожалению не понимаю по-английски. Что это значит?:
Duty cycle…%. И какое же всё-таки КПД у ADP 1111, 3000? Кто знает?
 
wadym написал(а):
В SDB-4W стоит 4 светодиода, которые потребляют примерно 200 мА. Я не знаю, что это за светодиоды и нормально ли это по 50 мА на светодиод. На Петцль я поставил 7 штук на 200 мА. Около 30 мА на штуку. Я езжу на велосипеде с двумя такими фонарями уже пол года, вроде работают также. По крайней мере после того, как я прочитал здесь о том, что диоды без сопротивлений быстро приходят в негодность, решил сравнить свой старый фонарь, которым пользуюсь уже пол года с новым. Честно говоря разницы я не увидел. Думаю, что независимо от того, сядут они или нет, а менять их через пару лет все равно придется. Да и поменять их если они сядут не так уж и сложно. Ведь не траншеи рыть, правда? Надо только иметь некоторый запас их. По поводу короткого в них скажу лишь одно. Собственно говоря зап. свет для того и берётся, чтобы не оказаться внезапно в непредвиденной ситуации. Да и короткое в диоде я думаю что-то из ряда вон выходящее. Один случай из тысячи. Гораздо чаще фонари бьют, теряют в щелях и колодцах и т.д. Зато если в конструкции нет сопротивлений, у неё выше КПД!

P.S.
Кто знает что это за модель светодиода?
http://foto.germany.ru/gallery/66858/Svetodiody
Почти все мои аккумуляторы (без 6-ти штук, их вынуть небыло никакой возможности):
http://foto.germany.ru/gallery/66858/Akku
Я к сожалению не понимаю по-английски. Что это значит?:
Duty cycle…%. И какое же всё-таки КПД у ADP 1111, 3000? Кто знает?
Нажмите для раскрытия...


Потеря яркости(при том же токе потребления(!)) у светодиодов возникает из-за старения кристалла. При нормальных условиях(ток не больше номинального) большинство производителей гарантируют потерю яркости не более чем на 5% в течение первых 1000 часов и не более 10-15% за 10000 часов. Срок службы светодиода обычно пишут не менее 100000 часов. Но даже 10000 часов это уже более чем дофига(больше года не выключаясь).
В экстремальных режимах обычно они вообще ничего не обещают, ибо при превышении тока на 50% светодиод может безвозвратно потерять 50% яркости за пару часов. Но может и не потерять, это зависит от типа и конкретного экземпляра светодиода.
Большинство "обычных"(5мм) светодиодов рассчитаны на номинальный ток 20 мА. Если светодиод работает в номинальном режиме, то скорее сам фонарь потеряется или разобьется, чем сдохнет светодиод(если конечно он не дефектный). 30 мА для такого светодиода - это уже экстремальный режим, а 50 мА - это уже попытка преднамеренного убийства. Несмотря на это, во многих китайских и даже фирменных фонарях светодиоды работают в перегруженном режиме, поэтому такие фонари со временем теряют яркость.
Широко распространенные сейчас китайские ручные светодиодники на трех ААА батарейках с дофигенью светодиодов(до 28 штук) и вообще без резистора начинают терять светодиоды уже через неделю пользования. Сначала один светодиод(ток на нем может достигать 200мА при новых батарейках) темнеет и отрубается, потом другой... А когда останутся только схожие по рабочему напряжению экземпляры, они все дружно начнут терять яркость(ток на них может быть до 50мА). Резисторов в этой схеме нет, а вот КПД у этой схемы очень сомнительный - мало того что батарейки дохнут за 2 часа и при этом в них остается до 50% энергии, так еще и светодиоды мрут как мухи.
Сделать КПД фонаря равным КПД светодиода невозможно в принципе, ибо для стабилизации тока нужно что-то скинуть на резисторе, иначе эта "лишняя" энергия потеряется в виде тепла на кристалле и испортит светодиод. Так что как ни крути, а по-любому придется смириться с тем что нужно таскать один "лишний" аккумулятор в батарее для обогрева фонаря.
Сделать эффективное питание белого светодиода от трех батареек/аккумуляторов без преобразователя невозможно, ибо номинальное рабочее напряжение светодиода обычно составляет около 3,3..3,5 В. Три батарейки можно считать полностью разряженными при напряжении 2,4 В, а три аккумулятора - при 3,0 В. Свежие батарейки дают 4,5 В, а аккумулятора - 3,6 В. Учитывая пару десятых Вольта на резисторе, получается, что светодиод может посадить батарею до 3,5...3,7 В при полной яркости, и до 3...3,3 В в режиме электробычка. Такой расклад вообще не позволяет получить полной яркости при использовании аккумуляторов. Если же резисторы рассчитываются для использования батареек, то на аккумуляторах фонарь будет работать только в режиме электробычка, а если рассчитать резисторы для аккумуляторов, то при использовании батареек светодиоды могут вообще сдохнуть.
Для эффективного беспреобразовательного питания светодиода нужно минимум 4 батарейки/аккумулятора, стабилизатор напряжения на 3,6...3,8 В с dU<0,3В и резистор для того чтобы с помощью оставшихся 0,1...0,3 "лишних" Вольт стабилизировать ток на светодиоде. При таком раскладе получается, что один из 4-х элементов батареи почти полностью разряжается в тепло, но при этом обеспечиает работу светодиодов в полную яркость на протяжении всего времени разряда.

Люксеон 3 и 5 Вт допускает работу в экстремальном режиме при токе 1А, хотя номинальный ток у них 700мА(у 1Вт я номинальный ток не помню, а максимальный - 0,3 А) . В экстремальном режиме, если я не ошибаюсь(у них в даташитах указано более точно), они обещают потерю яркости на 20% за первые 1000 часов, а в номинаьном - 20% за 10000 часов. Трехваттные и одноваттные светодиоды имеют рабочее напряжение 3,хх В, а 5-ваттные - 7,хх В(что там у них после запятой я не помню), т.е. в пятиваттнике две группы кристаллов соединены последовательно.

БлэкДаймонд я вообще уважать перестал, когда разобрал их фонарь за 2 килорубля(не мой, естественно ;D) - там не было ничего, кроме 4-х светодиодов, одного резистора и выключателя!!! И за это они берут 2 штуки рублей!!! А китайцы делают точно такой же фонарь, но еще и с двумя режимами, а продают его за 300 рублей. И светит он ничуть не хуже БлэкДаймонда.
 
Читай внимательнее!!! Я писал: «В моей последней сборке нет сопротивлений, стоящих последовательно с диодами». Все мои высказывания являлись моим же продолжением темы о сборке фонаря PETZL DUO на микросхеме МАХ 748А с выходным (стабилизированным) напряжением в 3,3 вольт. Я сознательно не поставил в цепь диодов последовательн-ого ( ых )сопротивлени-я (й), для того, чтобы поднять КПД всей схемы. Я готов смириться с тем, что токи потребления у диодов разнятся в силу того, что их внутреннее сопротивление между собой отличается. Я говорил о том, что в выше обозначенном светодиодном фонаре для велосипеда используется такая же (без сопротивлений) схема. Фонарь сделан в Китае, фирмы Conrad (фирма немецкая, очень даже известная)
http://foto.germany.ru/gallery/66941/Firma
и при всех равных условиях светит ярче остальных имеющихся у меня, в том числе и дорогих моделей. Поясняю: на выходе схемы- стабилизатора стоят запараллеленные между собой светодиоды ( без сопротивлений ). Пол года работы не оказались для них губительными, несмотря на то, что каждый из них потребляет ток в 50мА (естественно с некоторой разницей). Более того, я имею эти же (абсолютно новые) фонари, которые не использовались мною вообще. Так вот, при сравнении старого фонаря с новым, разницы я не увидел. Раньше, когда я пользовался стабилизатором, сопротивления тоже не ставил. Единственное, чего я не знаю- насколько меньше эффект разогрева светодиодов (увеличения тока потребления) при использовании дополнительных сопротивлений. По поводу фирмы и не фирмы. Фирма Петцль тоже пошла на это!: В фонаре PETZL DUO LED 8 на максимуме потребляется 400 мА! (50 мА на диод, правда я читал о том, что они бывает подсаживаются, но это дело поправимое…Замена светодиода меня ничуть не пугает) В моём Люцидо ТХ1 ( где стоит люксеон на 1 ватт) на новых батарейках (не аккумуляторах) ток потребления доходит до 600 мА, а от акку -300 мА.
http://www.radtouren.de/stirnlampe.html
http://www.lucido.de/products/downloads/tech_datasheet/23/technical_datas_Lucido_TX1.pdf(посмотри таблицу здесь)
http://www.lucido.de/downloads/files/de/flyer/Sonderblatt_TX1.pdf
По поводу сопротивлений скажу лишь одно. Если установки их можно избежать- думаю лучше это сделать. К примеру вместо сопротивлений ставить стабилизаторы (это совсем не трудно). Трёхножечные с лёгкостью управляются по земляной ноге на любое напряжение. Зато в результате можно получить не гаснущий, в отличие от сопротивлений, в течении длительного времени свет.

И что это значит?:
Duty cycle…%. И какое же всё-таки КПД у ADP 1111, 3000?
 
О ваших вычислениях.
7 СИД, I=.2A, V=3V32: P=.664W
I=.14A, V=3V15: P=.441W
R: .17Vx.14A=.0238W
P: СИД+резист.=.441+.0238=.4648W
изменение η: я видел снимки вашей конструкции, но мне неизвестно изменение η преобразователя в указанном диапазоне выходных мощностей, т.е. η=85% при некоторой нагрузке. Изменение η преобразователя, в случае, если он падает, не "компенсирует" вам потери на сопротивлении, которых вы избежали, исключив его?
(.0238/.441)X100%=5.4%≠4% - я не смог проследить возникновение 4%.
 
LXHL-EMITTER имеют ТКС -2mV/°C (я проверил: в диапазоне -20 +80°С - примерно соответствует), т.е. отрицательный, что означает понижение напряжения при повышении температуры. Применим это к СН с R(out)~0Ω, как, например, в http://foto.germany.ru/gallery/66278. U(out)-const., Т растёт, R(диф.пр.) незначительно растёт, R(диф.темп.) падает быстрее, что вызывает резкий рост тока, результатом которого становится новое повышение Т в результате увеличения рассеиваемой мощности, значительное падение вожделенного η и новое повышение температуры (в действительности процесс этот идёт, конечно, не ступеньчато), что блестяще подтверждается сообщением wadym`а от "Октябрь 21, 2005, 22:40:59". "Необъяснимый" рост тока там составил 43%.
Выводы:
1. наличие связи светоотдачи схемы на стабилизаторе напряжения (СН) с её теплоёмкостью вызовет значительные трудности в управлении яркостью СИД.
2. разброс прямого напряжения СИД у различных экземпляров вызовет дополнительные трудности согласования их с СН, которые могут быть весьма значительны из-за дополнительного разброса этого параметра по партиям приборов.
3. при изменении температуры окружающей среды даже в весьма умеренном диапазоне, возможен, тем не менее, выход тока СИД за границы области безопасной работы (ОБР), особенно при недостаточной температурной стабильности компонентов импульсного стабилизатора, т.е. при комнатной температуре возможно повышение Т(устройства), особенно при применении пластикового корпуса, до 60-80°С.
 
Меня уже давно интересует насколько же эффективно применение сопротивлений для стабилизации тока диодов.
Ниже, в обоих случаях я использовал две матрицы из 7-ми светодиодов. В первом и втором случае типы светодиодов были разные (замеры производились сразу после включения (хол.) и через десять минут работы (прогр.)) :
В первом случае:
Uп-3,4v. I(прогр.)-0.21А. I(хол.)-0.14А. R-0.0 Om
R(прогр.)-16.2 Om R(хол.)-24.3 Om.
В данном случае сопротивление диодов уменьшается примерно на 33%, а ток увеличивается в 1,5 раза
Uп-3,8v. I(прогр.)-0.21А. I(хол.)-0.15А. R-2.2 Om, 3вт. Тr-около 40 град.
Ток увеличивается в 1,4 раза
U-4,5v. I(прогр.)-0.21А. I(хол.)-0.16А. R-5.1 Om, 5вт. Тr-около 40 град.
Ток увеличивается в 1,3 раза
Uп-15v. I(прогр.)-0.21А. I(хол.)-0.19А. R-56 Om, 3вт. Тr-больше100 град.
Ток увеличивается в 1,1 раза
В этих трёх случаях были использованы сопротивления разных типов.

Во втором случае:
Uп-3,25v. I(прогр.)-0.21А. I(хол.)-0.18А. R- 0.0 Om
R(прогр.)-15.5 Om R(хол.)-18.05 Om, здесь сопротивление диодов уменьшается на 14%.
Без сопротивления ток увеличивается всего в 1,16 раза
Uп-3,9v. I(прогр.)-0.21А. I(хол.)-0.19А. R-3.5 Om, 0,2вт. Тr- ?
Ток увеличивается в 1,1 раза
Получается, что включение сопротивлений в схему не является достаточно эффективным методом стабилизации. Наблюдается обратнопропорциональная зависимость, чем выше КПД схемы, тем ниже стабилизация диодов.
К сожалению, после разборки фонаря Люцидо я выкинул планарные сопротивления, поэтому попробовать с ними не удалось, а хотелось бы… Вдруг там используются терморезисторы? Хотя бы в дорогих моделях? Несмотря на то, что мощность там небольшая, они должны тем не менее заметно греться, поэтому вероятно такое использование могло бы оказаться эффективным. Хотя наверное это ерунда и эффект «разогрева» диодов ("Необъяснимый" рост тока…) в большей или меньшей степени ( в основном в зависимости от типа диода) наблюдается во всех случаях использования стабилизаторов напряжения и применения ограничивающих сопротивлений.
 
wadym написал(а):
Ниже, в обоих случаях я использовал две матрицы из 7-ми светодиодов. В первом и втором случае типы светодиодов были разные (замеры производились сразу после включения (хол.) и через десять минут работы (прогр.))  :
В первом случае:
Uп-3,4v.   I(прогр.)-0.21А.   I(хол.)-0.14А.   R-0.0 Om
R(прогр.)-16.2 Om R(хол.)-24.3 Om.
В данном случае сопротивление диодов уменьшается примерно на 33%, а ток увеличивается в 1,5 раза
Uп-3,8v.   I(прогр.)-0.21А.   I(хол.)-0.15А.   R-2.2 Om, 3вт.   Тr-около 40 град.
Ток увеличивается в 1,4 раза
U-4,5v.   I(прогр.)-0.21А.   I(хол.)-0.16А.   R-5.1 Om, 5вт.   Тr-около 40 град.
Ток увеличивается в 1,3 раза
Uп-15v.   I(прогр.)-0.21А.   I(хол.)-0.19А.   R-56 Om, 3вт.   Тr-больше100 град.
Ток увеличивается в 1,1 раза
В этих трёх случаях были использованы сопротивления разных типов.
Нажмите для раскрытия...

Отличное доказательство малой эффективности использования выходных последовательных сопротивлений, благодарю.

Во втором случае:
Uп-3,25v.   I(прогр.)-0.21А.   I(хол.)-0.18А.   R- 0.0 Om
R(прогр.)-15.5 Om   R(хол.)-18.05 Om, здесь сопротивление диодов уменьшается на 14%.
Без сопротивления ток увеличивается всего в 1,16 раза
Uп-3,9v.   I(прогр.)-0.21А.   I(хол.)-0.19А.   R-3.5 Om, 0,2вт.   Тr- ?
Ток увеличивается в 1,1 раза
Нажмите для раскрытия...

Вы нашли рабочие точки, близкие к оптимальным: 3V9 & 3R5 и 3V25 & 0R.

Однако, если возможна эксплуатация фонаря при пониженных температурах, возможна также и проблема: напряжение СИД начнёт расти, ток - падать, η, впрочем, расти, особенно у оранжевых СИД; т.е. возможно, в зависимости от типа СИД и его согласования с СН, "добиться" того, что в мороз он будет тлеть - ток сильно упадёт. Это особенно относится к зелёным и белым СИД. Эту выкладку я не просчитывал пока.
Далее, как вы показали, различные СИД имеют также и значительный разброс характеристик, это приводит к дополнительным трудностям согласования, особенно в случае невозможности подстройки выходного напряж. СН. Представьте: есть СН на 3.3В, к нему покупают LXHL-BW02. Производитель заявляет разброс 2.79-3.99В, т.е. при приближении к крайним значениям в одних случаях пользователь введёт его в режим очень сильной перегрузки, в других - СИД будет едва светить. Вопрос: может ли пользователь предугадать напряжение ещё не купленного СИД с учётом разброса? Нет. Ситуация порождает ещё одну, худшую проблему: положим, 10 СИД соединены параллельно и согласованы по напряжению между собой и также согласованы с СН; один СИД выходит из строя и заменить его возможно только прибором с семейством близких параметров, которые продавцы, как правило, не заявляют или не знают. Если вольтамперные характеристики ещё возможно иногда измерять на месте, то один из важнейших в данном случае параметров, - температурный коэффициент прямого напряжения, получить замером не удастся. Результатом, скорее всего, будет удручающий метод проб и ошибок с различными СИД, альтернатива которому - тление или быстрый выход из строя. Неудобно.
Вывод: обоим методам присущи специфические семейства недостатков.

К сожалению, после разборки фонаря Люцидо я выкинул планарные сопротивления, поэтому попробовать с ними не удалось, а хотелось бы… Вдруг там используются терморезисторы? Хотя бы в дорогих моделях?
Нажмите для раскрытия...

Вряд ли: применялись бы, скорее всего, терморезисторы (позисторы, PTC) с проволочными выводами - шире номенклатура, вы бы их сразу распознали. К тому же, из-за фазовой перестройки у них неудобная характеристика - слишком резкая.
Но если вы найдёте что-то подходящее среди них, то это будет перспективно.

Обратите внимание: в случае вырождения преобразователя до единственного резистора, пользователю будет гораздо проще предсказать оставшийся заряд/время свечения.
 
Я попытался найти, просмотреть и сравнить все имеющиеся у меня мануалы на различные типы 5-ти мм. светодиодов.
Из этих мануалов следует что:
1. КПД светодиодов действительно повышается при снижении ими тока потребления. (То, о чём писал Divas ранее действительно так). Эта зависимость нелинейная и несколько отличается в зависимости от типа диода, но близка к линейности.  К примеру, КПД светодиода даже увеличивается при токе потребления ниже номинального, указанного в документации. Если при токе потребления 10 мА УСЛОВНО принять КПД за 1, то при токе потребления 20 мА оно снизится до 0,91; при токе 30 мА до 0,82; при токе потребления 40 мА немного менее 0,8. На малых токах характеристика немного более крутая, а на больших более пологая, поэтому изменение КПД происходит уже не так быстро (посмотрите разницу при токе 30 и 40 мА).
Если сравнивать между токами потребления 20 и 30 мА, то получается что разница в КПД между ними составляет примерно 10%.

2. Увеличение тока потребления сильно снижает время наработки на отказ. Данные конечно сильно разнятся. К примеру есть светодиоды заявленное время работы которых при питании их током 30 мА составляет всего 1000 часов. (возможно это те же 1000 часов, что и 250 у коногоночных лампочек, то есть гарантированное производителем время.)
Есть же светодиоды, время работы которых при питании их током 30 мА, отрабатывают до отказа 20000 часов.

Здесь мне хочется сделать маленькое отступление. Использование повышенных токов в промышленных образцах не так уж и бессмысленно. Производители убивают сразу двух зайцев.
Светоотдача увеличивается, далеко не всё идёт в тепло даже при токе 50 мА на диод.
Фонарь быстрее приходит в негодность.
Из всех моих фонарей все, кроме PETZL XP (там я просто не знаю какой тип диода стоит), работают при повышенных токах.

3.С уменьшением температуры окружающей среды, а значит и кристалла, КПД диода постепенно увеличивается. График этот естественно пологий, но эффект имеет место быть.

4. Ток потребления диода достаточно сильно зависит от температуры окружающей среды.
Я решил проверить эту зависимость на моих диодах ( тех, что сейчас стоят в фонаре- ДУО).
Я охладил свой фонарь в холодильнике примерно с 20-21град. до температуры 6-8 град тепла( не знаю насколько точный у меня градусник), после чего ток потребления светодиодами упал соответственно с 200 мА до 157 мА. Если рассматривать вариант использования фонаря в жаркий день( с температурой в тени предположим 35-40 град.) в тёмном здании, в моём случае возможно возрастание тока примерно до 270 мА. Такой вариант конечно не исключён, хотя и маловероятен. Практически все пользующиеся светодиодными фонарями даже и не подозревают, что в их фонарях происходит тоже самое и живут себе спокойненько, не забивая себе этим голову.
Конечно хотелось бы чтобы свет был универсальным, чтобы его можно было использовать и под землёй и на поверхности (правда я хотел его использовать исключительно в обводнённых пещерах, где температура воды- воздуха колеблется в пределах 4-9 градусов). Может быть и стоит использовать стабилизатор тока, но всё это снижает, как здесь успели заметить, вожделенное КПД. А так хочется терять как можно меньше полезной энергии.

P.S.

При наблюдении эффекта «разогрева» диодов, во втором случае,  я использовал готовый фонарь (на фотографии есть, полностью дюралиевый)  . Он показал себя конечно с лучшей стороны (эффект «разогрева» проявился намного меньше), но этого же я не могу сказать по поводу  его свечения. Интенсивность свечения, явно проигрывала первому.
Естественно  стабилизации и не должно было быть. Мы имели: постоянное напряжение (const.) и меняющееся (переменное) сопротивление светодиодов, затем ввели ещё одну постоянную величину, а надо вводить ещё одну  переменную только с противоположным знаком.

КПД моего фонаря был измерен в пределах 4-5 вольт, рабочее напряжение равное использованию 4-х щелочных аккумуляторов, кстати я думаю, что если вместо  обычного конденсатора на входе, поставить тантал (которого у меня сейчас нет) как это рекомендуют в мануале, моё любимое КПД возрастёт до обещанных 88%. Напряжение 3,3 вольта действительно подходят далеко не под все диоды. Из 5-и различных видов, которые я имею, только два при этом напряжении питаются достаточным током. Одна из матриц на 7 диодов потребляла ток всего 40 мА.
 
Сообщаю что в моём измерении от: 31 Октября, 2005, 18:45:09, Ответ #307 :

Об эффекте «разогрева» диодов. В третьем случае данный эффект наблюдался намного слабее, чем в предыдущих 2-х. Меня это удивило, но сразу я причину не обнаружил. Дело в том, что в третьем случае я измерял светодиоды от своего дюралевого фонаря. Из-за того, что один контакт оказался внутри корпуса и был недоступен, мне пришлось вынуть светодиодную матрицу из корпуса и запитать её без него. Из-за этого теплоотдача (по-видимому) улучшилась и светодиоды стали охлаждаться лучше. Всё сразу стало на свои места, когда я припаял к труднодоступному контакту провод и поставил диоды на место в корпус. Эффект «разогрева» проявился намного сильнее. Так что по-видимому этот эффект у различных типов светодиодов всё-таки проявляется примерно одинаково.
 
Статус
В этой теме нельзя размещать новые ответы.
Сверху