Question:
Indicateur d'alimentation pour les circuits avec des tensions beaucoup plus élevées que les tensions directes LED (disons 15-48V)
Inductiveload
2018-06-25 18:12:30 UTC
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J'ai un circuit qui a un rail d'alimentation 24V et je mets une LED et une résistance série dessus pour l'indication de la puissance.Même avec un courant direct de 10 mA, plus de 200 mW de puissance sont dissipés, dont plus de 90% dans la résistance série.C'est plus que ce que de nombreuses résistances CMS (mais pas toutes) peuvent même fournir.Cela semble beaucoup de puissance pour une simple LED.

Les indicateurs au néon peuvent fonctionner à l'extrémité de la tension la plus élevée, mais ils ne sont généralement pas disponibles dans les packages SMD et ils sont encombrants, coûteux et peuvent avoir une durée de vie limitée.

J'ai également envisagé un multivibrateur astable pour faire un flash à faible rapport cyclique pour maintenir la puissance moyenne au plus bas, mais cela nécessite 4 résistances, 2 condensateurs et 2 transistors, ou un circuit intégré (qui ne fonctionnerait probablement pas à 24 V) et certainspassifs.

Existe-t-il un moyen très simple (faible nombre de composants, bon marché, faible puissance et faible surface de carte) d'afficher l'indication de puissance dans les circuits avec une tension de rail supérieure à environ 10 fois la LED \ $ V_f \ $ (par exempleenviron 15V jusqu'à 48V).

* ce qui est plus que ce que de nombreuses résistances SMD peuvent même fournir * Il existe des résistances SMD avec une dissipation de puissance maximale plus élevée.Ils sont cependant plus grands (en taille).
@Bimpelrekkie bien sûr, même dans le même emballage parfois, surtout si vous passez d'un film mince à un film épais.Mais ensuite, vous devez commencer à spécifier différentes puissances nominales de votre stock normal.
Avant d'accepter une réponse, pouvez-vous préciser vos critères d'acceptation pour la dissipation de puissance.100 mW?10 mw?ou ?et votre budget 0.xx $
Les questions sans spécifications échouent au Modus Operandi des ingénieurs de test et de conception.
Les indicateurs au néon ne fonctionneront pas à 15V.Les incandescentes le feraient, mais elles ne sont pas couramment disponibles en tant que pièces SMD.
Qu'en est-il de l'utilisation de deux LED en série et d'un courant plus faible?Disons, 5mA à travers deux LED au lieu de 10mA à travers une LED?Il existe des boîtiers SMD avec deux LED qui peuvent être connectées en série («LED bicolores»).
Qu'en est-il de l'utilisation de plusieurs * résistances * en série?
Soyez prudent avec vos termes: «moyenne tension» se réfère généralement à des gammes de 600V-1000V et plus.Avec 48V, vous êtes toujours dans la gamme "extra-bas".
@Agent_L assez juste, je voulais juste dire "beaucoup plus que \ $ V_f \ $", c'est-à-dire pas quelque chose comme 3,3V ou 5V.J'ai modifié la question.
@immibis: qui n'aide pas la puissance globale, il réduit simplement la puissance par résistance (ce qui pourrait économiser une résistance de puissance plus élevée dans une nomenclature).L'utilisation de plusieurs LED, comme le dit Jukka Suomela, peut augmenter l'efficacité, car vous pouvez utiliser plus d'énergie pour la lumière et brûler moins sous forme de chaleur dans la ou les résistances.
@Agent_L l'une des réponses fait référence à un LTC3632 haute tension mais c'est une pièce 50V.Pourquoi l'appelle-t-on haute tension si la moyenne tension est de 600 à 1000 V?Nous parlons de génie électrique et non de lignes de transmission électrique.48V est considéré comme une haute tension.
Six réponses:
Colin
2018-06-25 18:16:13 UTC
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Utilisez une LED différente.Les LED à haute luminosité devraient encore être suffisamment lumineuses pour un indicateur à 1-5 mA.

Le problème que vous avez est que le (s) composant (s) que vous utilisez pour faire cela de manière linéaire dissipera l'excès d'énergie sous forme de chaleur.

La seule façon d'effectuer cela plus efficacement si vous souhaitez utiliser une haute tension et mettre 20 mA à travers la LED est d'utiliser une sorte de dispositif de commutation, mais cela va à l'encontre d'un ou plusieurs des éléments simples, bon marché et bas.exigences relatives au nombre de composants.

+1 Pour ce que cela vaut, il existe des voyants LED 240VAC qui utilisent des résistances de chute de séries de taille relativement petite.Les LED modernes sont si bonnes.
Une solution serait une puce LED à très faible courant avec plusieurs diodes connectées en série.Le faisceau lumineux doit ressembler à celui d'une seule LED.Je n'ai aucune information sur la fabrication d'une telle puce LED.Ce sera plus cher que le même nombre de puces LED individuelles.
Doktor J
2018-06-25 20:16:17 UTC
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Utilisez plusieurs résistances en série!

Au prix d'un peu d'espace sur le plateau, vous pouvez vous en tenir à des pièces de taille standard. Si vous utilisez des résistances de même valeur, la dissipation de puissance sera (approximativement) égale entre elles ...

Donc, pour une LED \ $ 3V \ $ à \ $ 10mA \ $ , vous devez déposez \ $ 21V \ $ pour avoir besoin de \ $ 2,1k \ Omega \ $ ; si vous utilisez 2x \ $ 1.05k \ Omega \ $ ( \ $ \ le \ $ 2%) résistances c'est \ $ 2,1k \ Omega \ $ qui permet le \ $ 10mA \ $ requis à travers la LED, et les résistances se dissiperont \ $ (0.01A \ times 21V) \ div 2 = 105mW \ $ chacune. Si vous utilisez des résistances de plus de 125 mW, tout devrait bien se passer.

Si vous utilisez des résistances à 5%, utilisez simplement 2x résistances \ $ 1,1k \ Omega \ $ , ce qui donnera \ $ 2,2k \ Omega \ $ résistance combinée pour environ \ $ 9,5mA \ $ à la place, et ce sera \ $ (0,0095A \ fois 21V) \ div 2 = 99,8mW \ $ chacun.

Comme ils sont tous en série (à la fois les résistances et la LED), vous pouvez faire preuve de créativité avec le placement. Mettez les deux résistances avant la LED, ou une avant et une après, ou les deux après!

Vous pouvez également le faire en parallèle - utilisez \ $ n \ $ résistances de \ $ R \ fois n \ $ et divisez la puissance entre elles de cette façon.
Une autre question est de savoir quelle hauteur peut atteindre la ligne 24V?S'il atteint un maximum de 24 V, l'alimentation de la LED via un diviseur est suffisante, mais si elle est de 24 V ou plus, jusqu'à 100 V / etc., alors un simple diviseur alimenté à partir d'une source fera simplement exploser la LED.
@Inductiveload le problème avec la mise en parallèle des LED est que (à moins que vous n'utilisiez une résistance individuelle sur chaque LED, qui est plus de composants) si les LED ne sont pas parfaitement identiques, l'une peut conduire plus de courant que les autres, et brûler plus rapidement - il en résultedans une surcharge sur les LED restantes qui partagent une résistance commune (et leur épuisement imminent).
Michael Karas
2018-06-25 18:35:13 UTC
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Une option que vous pouvez avoir est de regarder votre circuit et où le courant d'alimentation est utilisé.Il peut être possible de placer simplement la LED en série avec un autre circuit qui:

  1. Cela ne dérange pas d'avoir une chute de tension équivalente à la chute de tension directe de la LED.
  2. Limite le courant dans le circuit série à une valeur compatible avec les courants nominaux de la LED.

Si vous pouvez trouver cela dans votre circuit, vous déplaceriez essentiellement ce gaspillage de 200 mW d'énergie de la résistance vers une autre partie du circuit où il pourrait être mieux utilisé.

Chris Fernandez
2018-06-25 21:45:05 UTC
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Si vous disposez de rails de tension inférieure, vous pouvez utiliser un seul transistor et un diviseur de tension.

Le diviseur de tension entraîne le 24V vers le bas dans la grille / la base d'un transistor, puis votre LED est alimentée par le rail de tension inférieur.Quelque chose comme ça:

schematic

simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab

L'inconvénient est que cela crée effectivement une porte «et», la LED ne s'allumera que si les rails 24V et 5V sont tous les deux en place.
C'est un excellent point.Je n'avais pas pensé à ça.J'ai utilisé cette topologie principalement lorsque j'ai un microcontrôleur basse tension basculant des charges haute tension et que je veux indiquer quand le truc haute tension est actif
Est-ce vraiment un inconvénient?
@RussellBorogove Bien sûr.Quelqu'un voit que le 24V est éteint, plonge avec un tournevis, court-circuite quelque chose et tout explose.En quoi n'est-ce pas un inconvénient?
Eh bien, rien n'empêche d'augmenter Rlimit et de se connecter à 24V à la place .. mais alors vous pouvez laisser tomber le transistor et simplement utiliser un diviseur de tension adapté à la LED elle-même.La vraie question est de savoir quelle hauteur peut atteindre la ligne 24V?S'il atteint un maximum de 24 V, l'alimentation de la LED via un diviseur est suffisante, mais si elle est de 24 V ou plus jusqu'à 100 V / etc., alors un simple diviseur alimenté par une source fera simplement exploser la LED.
@RussellBorogove ou, 5V est éteint mais la haute tension ne l'est pas, ils pensent que c'est sûr et y mettent les mains ... et bien, vous pouvez comprendre le reste.
Uwe
2018-06-26 20:55:44 UTC
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J'ai recherché un convertisseur de commutation DC / DC abaisseur haute tension à haut rendement et j'ai trouvé le LTC3632, mais vous avez besoin de la puce, de deux condensateurs, de deux résistances et d'un inducteur.Peut être utilisé pour des tensions d'entrée jusqu'à 50 V.

Rendement supérieur à 70% pour un courant de 0,1 mA.Deux résistances pour régler la tension de sortie, un condensateur en entrée et en sortie et un inducteur.Bien sûr, une résistance supplémentaire pour régler le courant de la LED.

Moins de composants serait difficile.Peut-être que le condensateur à l'entrée n'est pas nécessaire lorsqu'il est placé à proximité du condensateur de l'alimentation électrique.

Je n'ai pas cherché le prix de la puce.Il peut y avoir d'autres convertisseurs à découpage DC / DC d'autres fabricants.

Graham
2018-06-26 05:25:45 UTC
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Abaissez la tension avec du silicium.

Votre problème est la tension aux bornes de la résistance.Si vous pouvez réduire cela, vous réduirez votre dissipation d'énergie.

La solution évidente pour faire baisser la tension serait une diode Zener en série avec la LED et la résistance de courant.Avec un Zener 18V et peut-être 2V sur la LED (pour utiliser des nombres ronds), vous avez 4V sur la résistance.Une résistance 400R vous donnera 10 mA, et vous n'avez qu'une dissipation de puissance de 40 mW sur la résistance.

Les Zeners ne sont pas parfaitement stables en termes de tension, bien sûr, mais pour simplement allumer une LED, ils sont assez bons.

Au lieu d'un zener, plusieurs LED en série fonctionneraient également, en particulier les bleues.Si elles sont très proches les unes des autres, vous pourriez réduire encore davantage le courant.
Vous réduirez votre dissipation de puissance sur la résistance, mais vous dissipez toujours la même puissance globale, elle est simplement répartie sur plus de composants.Dans votre exemple, le zener dissipe 0,18 W.
Qu'arrive-t-il à la puissance électrique définie par la chute de tension et le courant de la diode Zener?Quelle est la différence de puissance dissipée dans une résistance?


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Ce Q&R a été automatiquement traduit de la langue anglaise.Le contenu original est disponible sur stackexchange, que nous remercions pour la licence cc by-sa 4.0 sous laquelle il est distribué.
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