(배터리) 예산에 따른 LED! – 배터리를 사용하지 않고 LED를 통해 전류를 낮추려면 어떻게해야합니까?

편집 : 여기에 매우 간단한 버전이 있습니다. 사행 동기 부여 된 버전은 아마도 일반적인 배터리 수명 최적화 에 대한 부모 질문에 포함될 수 있습니다.

배터리를 낭비하지 않고 전류를 LED로 낮추는 방법은 무엇입니까?

전류를 낮추기 위해 저항을 사용하면 배터리 수명이 오래 걸릴 것이라고 생각합니다. 이것이 사실입니까? 전류가 작게 유지되면 배터리를 어떻게 사용합니까? 전력 소비입니까?

나는 다이오드 (그리고 더 작은 저항)를 사용하면 여전히 배터리를 사용한다고 생각합니다 (LadyAda는 "전압을 낮추는 선형 장치는 같은 양의 전력을 사용합니다"와 같은 것을 말합니다). 이것이 사실입니까? 같은 금액입니까?

너무 많은 전력을 낭비하지 않고 "무료"로 전압을 낮출 수 있습니까? 레귤레이터 IC가 저항 또는 다이오드가 할 수없는 것을 어떻게 할 수 있습니까?

저 전류 LED를 사용하십시오. 예를 들어, 이것은 2mA를 소비합니다.

PWM (Pulse Width Modulation)을 사용하여 LED를 구동하십시오. 오프 기간에는 전력을 소비하지 않습니다. 50 % 밝기가 허용 될 수 있습니다.

전류를 낮추기 위해 저항을 사용하면 배터리 수명이 오래 걸릴 것이라고 생각합니다. 이것이 사실입니까?

첫 번째 진술은 예 / 아니오로 답하기가 어렵습니다. 기술적으로는 자체 전원의 일부를 사용하지만 저항이 올라가면 전원이 내려갑니다 (전류도 감소하여 배터리에서 중요합니다).

전류가 작게 유지되면 배터리를 어떻게 사용합니까?

이것은 매우 지저분한 진술입니다. "작은", 그것은 모든 사람에게 다른 것을 의미합니다. 무시할 수있는 것처럼 작다는 것을 무시한다면 무시할 수는 있지만 uA를 계산하는 회로에서는 이것이 사실이 아닌 것 같습니다. 그것을 무시할 수있는 좋은 규칙은 평균 전류가 전체 시스템 전류의 1/10보다 작다는 것입니다 (필드입니다, 1/10은 1 / 무한대에 충분합니다).

전력 소비입니까?

예, 가장 짧은 대답입니다. 배터리에는 일반적으로 미리 알고있는 전압이 연결되어 있습니다. 대부분의 장치에는 전압이 변함에 따라 변하는 전류가 있지만 전압을 알고 있기 때문에 전류 소모를 알 수 있습니다. 배터리 용량은 AH 또는 mAH로 측정되므로 설정됩니다. 용량을 AH 단위로 가져 와서 장치가 얼마나 많은 A를 잡아 당겨야하는지, 그리고 수명은 몇 시간 안에 있습니다. 충분히 큰 숫자? 당신은 설정됩니다. 3 주 일찍 죽을까요? 이제 평균 전류 소비를 줄이거 나 더 큰 배터리를 얻는 방법을 찾아야합니다.

나는 다이오드 (그리고 더 작은 저항)를 사용하면 여전히 배터리를 사용한다고 생각합니다 (LadyAda는 "전압을 낮추는 선형 장치는 같은 양의 전력을 사용합니다"와 같은 것을 말합니다). 이것이 사실입니까? 같은 금액입니까?

앞서 언급했듯이 현재 예산을 효과적으로 확보 할 수 있습니다. 평균 전류 소모량이 증가하면 배터리 수명이 단축 된 것입니다.

너무 많은 전력을 낭비하지 않고 "무료"로 전압을 낮출 수 있습니까? 레귤레이터 IC가 저항 또는 다이오드가 할 수없는 것을 어떻게 할 수 있습니까?

예, LED 드라이버와 같은 장치를 사용하면 트릭을 수행 할 수 있습니다. 이들 대부분은 스위칭 모드 전원 공급 장치 입니다. 이것들은 전자 공학에서 비교적 발전된 개념이므로 이해하려고 노력하지 마십시오. 그것이 속임수임을 이해하십시오. 80 또는 90 % 범위에서 효율성을 갖습니다. 장치의 전력 소비량을 계산 한 다음 효율성을 고려하여 실제 전력 소비량을 얻을 수 있습니다. 그런 다음 전압으로 나눌 수 있으며 평균 전류 소모량과 관련이 있습니다.

나의 충고

더 쉬운 방법이 있습니다. Joby가 말한 것처럼 PWM. 그러나 10 % PWM 또는 1 %를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 대신, 중요한 이벤트를 알리기 위해 LED를 잠시 깜박입니다.

장치가 잠자기 상태인지 확인하려면 깨우기 1 초마다 깜박입니다. rs232가 연결되어있을 때 전송하는 경우 "패킷"을 전송할 때마다 깜박입니다. 이렇게하면 몇 초마다 "켜짐"시간 (밀리 초)을 줄 수 있습니다. 이것을 기본 PWM으로 생각하면 0.1 % 미만이됩니다. 20mA를 깜박임으로 깜빡이면 (평균 밝게) 평균 20uA를 당기는 것입니다. 2mA 다이오드로 가면 2uA 평균 전류를 사용하고 있습니다. 매분 깜박이면 1 / 30uA에서 60으로 나눕니다.

다음은 고효율 LED 구동에 관한 Microchip의 멋진 앱 노트입니다. http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91060b.pdf

요점은 인덕터를 사용하여 전류 제한 저항이없는 LED를 구동한다는 것입니다. 인덕터는 LED를 적절한 전압으로 자동 구동합니다. 그것이 얼마나 실용적인지는 모르겠지만 조사 할 가치가있을 것입니다.

관찰하면 저항은 전력을 낭비합니다. 레귤레이터 회로의 트랜지스터, IC, 다이오드 등의 다른 아날로그 장치는 전압원에서 LED로 전류를 전달하는 경우 전력을 낭비하게됩니다. 공급되는 전압에서 LED의 순방향 전압 강하에 이르기까지 LED 전류가 흐르는 모든 전압 강하가 있습니다. 열로 낭비되는 전력을 구하려면 곱하십시오. 공상 레귤레이터 IC는이 기본 물리를 벗어날 수 없습니다.

전력을 낭비하지 않는 전기 요소는 공기와 와이어가 비어 있습니다. 빈 공기, 즉 개방 스위치 또는 꺼진 트랜지스터와 같은 비 연결은 제로 전류를 갖습니다. 와이어 또는 턴온 트랜지스터와 같은 도체 (작은 포화 전압 무시)는 전압 강하가 없습니다. 저전력 회로는 저항을 피하고 트랜지스터를 스위치로 항상 켜거나 끄십시오.

특정 양의 전류가 필요한 LED의 경우 구형파로 트랜지스터를 구동 할 수 있습니다. "켜짐"또는 "꺼짐"에 상관없이 트랜지스터에서 전력이 거의 소비되지 않습니다. 충전은 LED로 효율적으로 전달됩니다. 물론, "온"단계에서 너무 많은 전류가 흐르지 않게하고 LED를 토스트하거나 노화 시키려면 커패시터로 부하에서 전압을 부드럽게하십시오. (이것은 LED의 최대 전류 정격, 스위칭 주파수 등에 따라 선택 사항입니다.) 100 % 온 웨이브를 사용하지 않고 직사각형 웨이브의 듀티 사이클을 변경하여 LED 밝기를 변경할 수 있습니다. 전체 전압 공급이 LED에 제공됩니다.

이 스위치는 기본 스위치 모드 전원 공급 장치로, 최근 수십 년 동안 필수적인 기술입니다.

전류 제한 저항의 저항을 높이면 배터리 수명이 연장 될 것이라고 생각합니다. 더 큰 저항을 사용하는 전압 소스 (예 : 배터리)를 사용하면 저항과 다이오드를 통해 더 적은 전류가 흐르게됩니다. 유일한 단점은 디머 다이오드가 있다는 것입니다. 그러나 전체 회로를 통한 전류가 감소했기 때문에 mAh 등급의 배터리 수명이 늘어납니다.

당신이 원하는 것은 전류 제어 회로입니다. 이들은 일반적으로 더 나은 LED 손전등 ( 예 :) 에서 발견되며 MAX6969 와 같은 장치 는 마이크로 컨트롤러에서 여러 LED를 제어하는 ​​데 도움이됩니다. 이 특정 칩은 낮은 전압 (아마도 정전압 벅 레귤레이터에 의해 공급 됨)과 결합하여 LED 또는 PWM에 전원을 공급하지 않으면 전력을 절약 할 수 없습니다. 직렬 저항을 늘리면 실제로 전류가 덜 소모되어 배터리 수명이 길어 지지만 조명도 줄어 듭니다. 정전류 공급 장치를 사용하면 직렬 저항에서 열로 변환 된 전력을 제거 할 수 있습니다.

대신 강압 변압기를 사용하여 LED를 작동 해보십시오. LED가 더 많은 코일 만있는 쪽을 사용하십시오. 저항 .. 낭비는 적을 것이다