150 패럿 커패시터가 LED를 얼마나 오래 점등 시키는가

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손전등에서 밝은 흰색 LED가 있습니다. Aproximatley 150 패럿 2.5 볼트 커패시터로 얼마나 오래 점등됩니까? 저항이 필요합니까? 그렇다면 몇 Ω입니까? 커패시터는 맥스웰 150 패럿 2.7 볼트이다 BOOSTCAP 여기 .

led capacitor supercapacitor

— Skyler
소스

당신이 우리에게 당신의 LED에 대한 데이터 시트를 제공하면 내 답변을 수정하고 필요한 저항과 시간에 대한 실제 숫자를 줄 수 있습니다.

— 스폰지 밥

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상당히 큰 커패시터입니까? 또한 백색 LED의 순방향 전압은 ~ 3-4V 인 경향이 있으므로 전혀 켜지지 않을 수 있습니다.

— pjc50

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마감 투표는 무엇입니까? 아이에게 휴식을주십시오. 이것은 그의 지식 수준에 대한 합리적인 질문입니다. 그는 배울 점이 많지만 그것이 바로 그가하려는 것입니다.

— Olin Lathrop

@OlinLathrop-예, 슬프게도 StackExchange에서 다운 투표와 마감 투표는 무작위로 "수상"됩니다. 매우 가혹한 커뮤니티.

— Ultralisk

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질문에 대한 직접적인 답변

직렬 저항을 사용하여 커패시터를 LED에 연결하려고한다고 가정하면 질문에 대한 직접적인 대답은 전혀 시간 이 아닙니다 . 백색 LED가 켜지려면 2.7V 이상이 필요하기 때문입니다. 데이터 시트를 확인하십시오. 이러한 것들은 일반적으로 3V를 약간 초과해야합니다.

두 가지 옵션이 있습니다. 가장 간단한 방법은 포워드 드롭이 낮은 LED를 사용하는 것입니다. 20mA에서 1.8V 강하하는 적색 LED로 이것을 시도한다고 가정 해 봅시다. 즉, 완전 충전시 저항에 대해 2.7V-1.8V = 900mV가됩니다. 완전 충전에서 최대 밝기를 원한다면, 20mA라고 말하면 900mV / 20mA = 45Ω 저항이 필요합니다. 공통 공칭 값 47Ω을 선택합시다.

이제 커패시턴스와 저항을 가지므로 시간 상수를 계산할 수 있습니다. 150F x 47Ω = 7050 s = 118 분 = 2 시간입니다. 완전 충전시 LED가 거의 최대 밝기에 도달 한 다음 천천히 감쇠합니다. 갑작스럽게 나갈 고정 된 한계는 없으므로 무언가를 골라야합니다. 5mA가 더 이상 응용 분야에서 더 이상 유용하게 켜지지 않을 정도로 희미하다고 가정 해 봅시다. 저항에 대한 전압은 47Ω x 5mA = 240mV입니다. 일정한 전압을 갖는 LED의 첫 번째 근사값을 사용하면 커패시터 전압이 2V임을 의미합니다.

문제는 이제 2 시간 시정 수에서 2.7V에서 2.0V로 감쇠하는 데 얼마나 걸립니까? 즉 .3 시간 상수 또는 2100 초 또는 35 분입니다. 실제 값은 LED가 유효 직렬 저항을 가지므로 시간 상수가 증가하기 때문에 조금 더 길어질 것입니다.

더 좋은 방법

위는 귀하의 질문에 답변하려고하지만 손전등에는 유용하지 않습니다. 손전등의 경우 가능한 한 오랫동안 빛을 최대 밝기에 가깝게 유지하려고합니다. 스위칭 전원 공급 장치를 사용하면 와트를 와트로 출력하고 약간의 손실은 있지만 전압과 전류의 다른 조합으로 전송할 수 있습니다. 따라서 우리는 가용하고 필요한 총 에너지를보고 특정 볼트와 암페어에 대해 너무 걱정하지 않습니다.

커패시터의 에너지는 다음과 같습니다.

이자형 = \frac{씨 \times V^{2}}{2}

$E = \frac{C \times V^2}{2}$

C가 Farads에 있고 V가 Volts에있을 때 E는 Joules에 있습니다.

\frac{150 에프 ※ (2.7 V)^{2}}{2} = 547 제이

$\frac{150F * (2.7V)^2}{2} = 547 J$

스위칭 전원 공급 장치가 작동하려면 최소 전압이 필요합니다. 1V까지 작동 할 수 있다고 가정 해 봅시다. 이는 회로에서 추출 할 수없는 캡에 남아있는 에너지를 나타냅니다.

\frac{150 에프 ※ (1.0 V)^{2}}{2} = 75 제이

$\frac{150F * (1.0V)^2}{2} = 75 J$

따라서 스위칭 전원 suppy에 사용 가능한 총계는 547 J-75 J = 470 J입니다. 낮은 전압으로 인해 스위칭 전원 공급 장치의 손실이 상당히 높습니다. 결국 1/2의 가용 에너지가 LED로 전달된다고 가정 해 봅시다. 그것은 우리에게 LED를 켜는 236 J를 남깁니다.

이제 LED에 필요한 전력량을 확인해야합니다. 원래의 흰색 LED로 돌아가서 숫자를 선택합시다. 멋지게 빛을 내려면 20mA에서 3.5V가 필요하다고 가정 해 봅시다. 3.5V * 20mA = 70mW입니다. (236J) / (70mW) = 3370 초 또는 56 분 그 끝에서 빛은 빨리 사라질 것이지만 그때까지는 상당히 꾸준히 밝아 질 것입니다.

— 올린 라스 롭
소스

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예! 저항이 필요합니다. 저항을 사용하지 않으면 캡이 LED에서 즉시 방전됩니다. 저항의 저항에 따라 LED의 점등 상태가 결정됩니다.

LED 사양을보고 구동에 필요한 전류량을 결정해야합니다. V = IR을 사용하여 필요한 저항의 저항을 계산할 수 있음을 알게되면. R = V / I 해결

저항을 알면 전류를 찾고 전류를 사용하여 C = It / V를 사용하여 지속되는 시간을 계산할 수 있습니다. t를 풀면 t = CV / I가되고 몇 초 안에 나옵니다.

희망이 도움이됩니다!

— 스폰지 밥
소스

1

I

$I$

사실입니다. 커패시터의 전압은 Vi * e ^ (-t / RC)와 같으며 Vi는 초기 전압입니다.

— 스폰지 밥

계산이 잘못되었습니다. 캡 전압이 LED의 순방향 전압으로 떨어지면 다이오드가 꺼집니다. 따라서 다이오드 전압이 2.49이면 거의 즉시 꺼지고 2.1이면 시간이 더 걸립니다.

— Szymon Bęczkowski

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다른 접근법 : 20ma에서 2V를 사용하는 표준 빨강 / 녹색 / 노랑 LED 인 40mw를 가정합니다. 커패시터는 1 / 2CV ^ 2 줄의 에너지 : 300J를 저장합니다. 300 / 0.04 = 7500 초 또는 약 2 시간을 제안합니다. 그러나 실제로는 전압이 빛을 출력하는 수준 아래로 상당히 빠르게 떨어지기 때문에 모든 에너지를 얻지는 못할 것입니다. 나는 "어두워 질"때까지 약 30 분, 그리고 또 다른 15 분의 희미한 빛을 예상합니다.

편집 : 그건 그렇고, 커패시터는 거의 150mF이며, 1/1000 또는 몇 초를 줄 것입니다.

(흰색 LED의 손쉬운 조명을 위해 NiMH AA 배터리 3 개를 사용해보십시오. 거의 정확한 전압을 제공합니다)

— pjc50
소스

OP 지정 " 밝은 백색 LED "

— Anindo 고쉬

360F .... 그렇습니다. 패러 드 울트라 캡은 2.7V 밖에 없습니다. 그래서 대부분의 백색 LED는 2 시리즈가 필요합니다 ... 나중에 링크를 찾을 것입니다 ...

— Spoon

www.easby.com/nesscap/medium_snap.php ... flashlighf / 토치 크기에 관한 내용

— Spoon

나는 여기에 하나의 4를 무료로 얻었다 cdiweb.com/ProductDetail/…

— skyler