Alimentazione led di Potenza

[Foggy89]

Buongiorno a tutti! Ho una plafoniera autocostruita da 110 led di potenza(da 3w , ma non effettivi ) collegati in combinazione serie-parallelo... Come alimentazione ho un alimentatore stabilizzato da 300 w con tensione regolabile da 0v-15v e corrente regolabile da 0A-20A.

Vorrei sapere se è sufficiente il mio alimentatore nella limitazione della corrente in variazione della temperatura di giunzione nel tempo di funzionamento(i led sono comunque montato su un dissipatore), In soldoni ho bisogno di limitatori di corrente per ogni gruppo di led o va bene un unico limitatore(in questo caso l alimentatore stabilizzato)?

Se non dovesse andare bene solo l alimentatore, ed ho paura che sia così, che limitatore potrei progettare o mettere?(mi serve driver di corrente che non dissipi troppa potenza e non modifichi la tensione di uscita sui led, quindi 15V )

Ringrazio tutti e mi scuso per il mio italiano!

[g.schgor]

Poiché i tuoi LED sono raggruppati in "rami" (con LED in serie)
e questi rami sono messi in parallelo come carico dell'alimentatore,
non basta la limitazione di corrente di questo ad assicurare
la ripartizione uniforme della corrente nei singoli rami.
Poiché infatti ciascun LED può avere una "caduta di tensione" diversa,
i vari rami possono assorbire correnti diverse. Per evitare questo
occorre quindi mettere in serie ad ogni ramo una resistenza limitatrice.

L'alternativa è quella di alimentare ogni ramo con un "driver" a corrente
costante (mettendo più LED in serie, con tensioni che arrivano a 30-35V)
Questi, essendo basati sulla regolazione PWM della corrente, hanno
il vantaggio di non dissipare inutilmente potenza.

[FedericoSibona]

È necessario conoscere le caratteristiche dei LED, ed anche, più in dettaglio, dell'alimentatore.
Penso che i tuoi LED siano normalmente alimentati a 700mA.
Ora, se hai realizzato 22 serie di 5 LED ciascuna e le hai messe in parallelo, la corrente totale sarebbe 22 x 0,7 = 15,4A e la potenza richiesta 15,4 x 15 = 231W.
Ma, come detto da g.schgor, non puoi mettere i LED in tale configurazione, devi mettere meno LED per ogni serie con un resistore di limitazione corrente. Il numero delle serie si incrementerà e così pure la potenza necessaria.

L'ideale ' come già detto, sarebbe pilotare in corrente costante con gli appositi driver, ad esempio questo:
http://www.ebay.com/itm/Mean-Well-MW-9- ... 58a9c05dc8
ma la cattiva notizia è che ce ne vorrebbero almeno 8.

[Pepito]

Potresti utilizzare, per ogni ramo serie, un circuito basato su questo integrato:

http://www.ti.com/product/lm3401

oppure uno dei tanti altri che ci sono in commercio.
Ciao

PSQ

[crovax]

Potresti utilizzare, per ogni ramo serie, un circuito basato su questo integrato:

http://www.ti.com/product/lm3401

oppure uno dei tanti altri che ci sono in commercio.
Ciao

PSQ

Potresti segnalarmi qualche schema, articolo o altro dove spiega come usare questi integrati? Mi sembrano molto validi e di facile utilizzo!

Grazie :)

[FedericoSibona]

Se ho capito qualcosa, guardando lo schema in fig.24 del datasheet dell'LM3401, per accendere soli due LED ho necessità in ingresso di una tensione superiore a 18V che l'OP non ha (max 15V) ed inoltre, per 110LED, ci vorrebbero 55 di quei circuiti, poi vedo componenti di valori non comuni (es. resistore 0,290Ω 1%) che, per un montaggio amatoriale, creerebbero problemi
Pepito, correggimi se sbaglio (confesso di non aver letto, per ora, tutta l'impostazione di progetto sul datasheet).

[Pepito]

Hai perfettamente ragione.
Non so quanto sia la Vf dei LED in possesso dell'OP, ma supponiamo attorno ai 3 V. Con 15 V in ingresso forse si potrebbe arrivare anche a 3 led in serie. Bisognerebbe fare i conti con le formule presenti nel datasheet nella sezione riguardante la selezione dell'induttore. Bisogna vedere se si rimane entro valori accettabili per l'induttore ed entro le condizioni di funzionamento consigliate per quanto riguarda la frequenza di switching.
In ogni caso con 15 V non è che se ne accendano molti di più in serie anche con altre soluzioni... al massimo 4.
Il resistore di limitazione è una soluzione poco efficiente, ed estremamente sensibile alla tensione di alimentazione (ma potrebbe non essere un problema se l'alimentatore è regolato come mi pare di capire), ma ancor peggio alle tolleranze dei componenti.
A tal proposito consiglio di leggere l'articolo di IsidoroKZ:

http://www.electroyou.it/isidorokz/wiki ... efinizioni

Una soluzione poco efficiente ma più elegante potrebbe essere un regolatore lineare integrato (dovrei cercare un attimo per dare una sigla, 700 mA come prospettato incominciano ad essere insoliti per una regolazione con lineare) oppure uno schema a transistor tipo questo (se a qualcuno interessa possiamo poi fare i conti...):

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Ciao

PSQ

[Foggy89]

Grazie mille a tutti per le risposte tempestive, mi fa piacere il vostro interesse al mio problema.

Veniamo al dunque:

È necessario conoscere le caratteristiche dei LED, ed anche, più in dettaglio,
dell'alimentatore.
Penso che i tuoi LED siano normalmente alimentati a 700mA.
Ora, se hai realizzato 22 serie di 5 LED ciascuna e le hai messe in parallelo, la corrente totale sarebbe 22 x 0,7 = 15,4A e la potenza richiesta 15,4 x 15 = 231W.
Ma, come detto da g.schgor, non puoi mettere i LED in tale configurazione, devi mettere meno LED per ogni serie con un resistore di limitazione corrente. Il numero delle serie si incrementerà e così pure la potenza necessaria.

L'ideale ' come già detto, sarebbe pilotare in corrente costante con gli appositi driver, ad esempio questo:
http://www.ebay.com/itm/Mean-Well-MW-9- ... 58a9c05dc8
ma la cattiva notizia è che ce ne vorrebbero almeno 8.

Esatto 700mA, anche se io non credo che li alimenterò così, io farò 450mA per allungare anche un po la vita dei led.

La resistenza di limitazione la escludo subito, perché mi dissipa potenza comunque anche se sarebbe la soluzione più standard.

Potresti utilizzare, per ogni ramo serie, un circuito basato su questo integrato:

http://www.ti.com/product/lm3401

oppure uno dei tanti altri che ci sono in commercio.
Ciao

PSQ

Grazie non conoscevo questo integrato... Ma purtroppo mi pare di aver capito che sia poco efficiente... o mi sbaglio??

Se ho capito qualcosa, guardando lo schema in fig.24 del datasheet dell'LM3401, per accendere soli due LED ho necessità in ingresso di una tensione superiore a 18V che l'OP non ha (max 15V) ed inoltre, per 110LED, ci vorrebbero 55 di quei circuiti, poi vedo componenti di valori non comuni (es. resistore 0,290Ω 1%) che, per un montaggio amatoriale, creerebbero problemi
Pepito, correggimi se sbaglio (confesso di non aver letto, per ora, tutta l'impostazione di progetto sul datasheet).

Esatto per un montaggio amatoriale e tenendo in considerazione tutte le spese lo vedo troppo oneroso e poco efficiente. :)

Poiché i tuoi LED sono raggruppati in "rami" (con LED in serie)
e questi rami sono messi in parallelo come carico dell'alimentatore,
non basta la limitazione di corrente di questo ad assicurare
la ripartizione uniforme della corrente nei singoli rami.
Poiché infatti ciascun LED può avere una "caduta di tensione" diversa,
i vari rami possono assorbire correnti diverse. Per evitare questo
occorre quindi mettere in serie ad ogni ramo una resistenza limitatrice.

L'alternativa è quella di alimentare ogni ramo con un "driver" a corrente
costante (mettendo più LED in serie, con tensioni che arrivano a 30-35V)
Questi, essendo basati sulla regolazione PWM della corrente, hanno
il vantaggio di non dissipare inutilmente potenza.

Allora penso come asso nella manica di adoperare un transistor, che abbia come carico i rami a led ovviamente, comandato a interruttore logico da un NE555, creando così il mio PWM, come transistor ne utilizzerei uno di media potenza (npn)es: BC639. Considerando una VCEsat di circa 0,3v dovrei avere il minimo di potenza dissipata dal transistore.

Potrebbe andare bene come soluzione definitiva?? Grazie :).

[Pepito]

Potresti utilizzare, per ogni ramo serie, un circuito basato su questo integrato:

http://www.ti.com/product/lm3401

oppure uno dei tanti altri che ci sono in commercio.

Grazie non conoscevo questo integrato... Ma purtroppo mi pare di aver capito che sia poco efficiente... o mi sbaglio??

Non è poco efficiente, semmai è difficilmente applicabile alla tua soluzione. "Poco efficiente" ha un altro significato...

Allora penso come asso nella manica di adoperare un transistor, che abbia come carico i rami a LED ovviamente, comandato a interruttore logico da un NE555, creando così il mio PWM, come transistor ne utilizzerei uno di media potenza (npn)es: BC639. Considerando una VCEsat di circa 0,3v dovrei avere il minimo di potenza dissipata dal transistore.
Potrebbe andare bene come soluzione definitiva?? Grazie :).

Orientativamente no, non ho capito come limiti la corrente nel ramo serie di led...
Adattare al PWM un circuito come quello che ti ho proposto in [7] ?
Tipo:

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Se vuoi facciamo i conti...
ciao

PSQ

[Foggy89]

Si anche il [7] andrebbe bene... ma che zener si potrebbe mettere tra base-emettitore? La resistenza all emettitore di che valore ? Ti ringrazio Pepito!