Jak ograniczyć prąd przy połączeniu równoległym LED ?

Cześć,
Jestem w trakcie budowania lampy składającej się z 4 LED mocy połączonych równolegle. Wg. data sheets dioda powinna być zasilana prądem 175mA przy 35V.
Wybrałem zasilacz (LDC-35B MEAN WELL) 35W z napięciem wyjściowym 27...56V DC, wg data sheet, zasilacz podaje prąd od 300mA do 1A w zależności od użytego rezystora.
Ograniczyłem rezystorem do 0.6A żeby na diodę wychodziło około 150mA bo przy 175mA grzeją się konkretnie.
Generalnie wszystko działa, ale chciałbym to jakoś zabezpieczyć, żeby przy wypięciu/przepaleniu jednej diody reszta nie dostała po 200mA.
Proszę o pomoc, czym i jak to zabezpieczyć?

Hej, korzystniejsze w tej sytuacji było by wykorzystanie regulowanego źródła prądowego do zasilenia Twoich lamp, wtedy mógłbyś ograniczyć max prąd do 0,15A i miałbyś pewność iż w sytuacji gdy uszkodzą się LED to prąd nie wzrośnie w sposób nieprzewidziany.

A dlaczego nie szeregowo?
Jakie napięcie przewodzenia ma jedna dioda?
Przy założeniu 3v/1szt da ci napięcie około 12V, zasilacz masz dla szeregu diód o napięciu min 27V dużo za dużo.
Lepiej, abyś kupił zasilacz o napięciu, gdzie 12V jest w zakresie i prądzie 150mA.

michalek1988 napisał:

Hej, korzystniejsze w tej sytuacji było by wykorzystanie regulowanego źródła prądowego do zasilenia Twoich lamp, wtedy mógłbyś ograniczyć max prąd do 0,15A i miałbyś pewność iż w sytuacji gdy uszkodzą się LED to prąd nie wzrośnie w sposób nieprzewidziany.

Zależało mi na tej konkretnej serii zasilacza, ten jest "najsłabszy" i jak pisałem zaczyna się od 300mA

Dodano po 1 [minuty]:

Andrzej42 napisał:

A dlaczego nie szeregowo?
Jakie napięcie przewodzenia ma jedna dioda?
Przy założeniu 3v/1szt da ci napięcie około 12V, zasilacz masz dla szeregu diód o napięciu min 27V dużo za dużo.
Lepiej, abyś kupił zasilacz o napięciu, gdzie 12V jest w zakresie i prądzie 150mA.

35V na diodę, zasilacz kupiony

trymer01 napisał:

Jedynie poprzez ustawienie prądu na wartość ok. 500mA, co da ok. 125mA dla 4 szt, i ok. 170mA dla 3 szt.

Dzięki za odpowiedz, myślałem jeszcze o dodaniu 5 diody i trzymanie kciuków, że nie padną na raz 2

Teoretycy trochę przesadzają z tymi różnicami w diodach. Jeżeli jedna partia i masz troche sprzętu to możesz sprawdzić jakie będzie napięcie przy jakimś mniejszym prądzie. Oczywiście łączenie równolegle nie jest do końca dobrym pomysłem ale jak masz zapas mocy to nic się nie stanie. U rodziców dałem oświetlenie LED pod szafkami. 9V na diody i nic się nie grzeje. Nic się nie grzeje więc prąd im nie rośnie. Działa bez ograniczeń i rezystorów. U ciebie się nie uda bo masz za wysokie napięcie. Możesz dodać diody. Zawsze będzie mniejszy prąd na jedną i mniejsze ryzyko przegrzania. A na początek pomyśl o chłodzeniu. Powinny utrzymywać zbliżoną temperaturę i najlepiej możliwie niską. Wtedy ryzyko spalenia spada. Mozesz dać jakiś rezystor małej wartości.

Możesz też zmienić napięcie zasilacza. Dołożysz 2V to wystarczy na zrobienie ograniczenia na 2 tranzystorach. Jakiś czas temu pytałem jak to poprawnie policzyć. Takie ograniczenie na każdą diodę i nie będziesz musiał się przejmować

Ja korzystam z ledów 3 i 5 W. Zimne ciepłe i naturalne mają różne spadki napięcia. No ale w partiach są prawie identyczne. Partie można poznać po kolorze silikonu. Niby przy świeceniu nie widać różnicy ale inny silikon to minimalnie inną wartość. Przy 30V to już mogą być różnice które spalą diodę.
Załatw sobie zasilacz z ograniczeniem prądowym i sprawdź jakie mają spadki napięcia w tych samych warunkach. W tej sposób określisz które odbiegają od innych i nie są bezpieczne.

Znasz taki układ ograniczania prądu na 2 tranzystorach? Zrobić taki układ do każdego LED-a, i uzupełnić o wykrywanie, że to ograniczanie spowodowało zbyt duże napięcie na którymś tranzystorze - w takiej sytuacji wyłączać wszystko. Tylko to w sumie trochę sporo kombinowania.

A może prościej: do każdej diody opornik szeregowy, i układ porównujący napięcia na opornikach (4 komparatory, 1 scalak) - jeśli pojawi się spora różnica, wyłączać całość.

Gdzieś widziałem rozwiązanie na 2 tranzystorach, ale chyba tego nie ogarnę.
Myślałem o LM317 i rezystorze pomiędzy OUT a ADJ i to wpiąć przed każda diodą, ma to sens ?
Kolejnym pomysłem jest wpięcie ACS712 przed każda dioda, następnie do Arduino, które wyłączy całość w razie konieczności - to jestem w stanie ogarnąć ale to najdroższe rozwiązanie, wiec odkładam je na koniec.

No to i ja dołożę swoje trzy grosze w tym temacie. Ja nauczony zniszczeniem (spaleniem) Leda, przy doborze parametrów zasilania, obojętnie czy ze źródła stałoprądowaego, czy ze zwykłego zasilacza, nie kieruję się tylko prądem, ale sprawdzam jaka moc jest tracona na Ledzie i tak dobieram prąd lub napięcie, aby moc wydzielana na Ledzie nie przekraczała jej mocy znamionowej. Wtedy jest bardzo duże prawdopodobieństwo, że Led długo pożyje.

_astar napisał:

Kolejnym pomysłem jest wpięcie ACS712 przed każda dioda

Oj, to byłaby armata (na dodatek staroświecka i mało celna) do zabicia muchy. Opornik zrobi to lepiej.

trymer01 - Te diody są łączone równolegle, bo na każdą trzeba około 35V - przy połączeniu szeregowym wychodzi 140V... zasilacz tyle nie da.

Stabilizator prądu mna LM317 jest dużo dokładniejszy, niż ten na 2 tranzystorach:

ale jego wadą jest duży spadek napięcia, około 4V - poniżej tego prąd jest mniejszy od ograniczenia.

Można jeszcze tak: do każdego LED-a szeregowy opornik 3,3Ω, i mierzyć napięcie na tych opornikach (może podać je na bazy tranzystorów) - przy 150mA będzie około 0,5V, przy 200mA - 0,66V. Tranzystor przy 0,5V między emiterem i bazą prawie nie przewodzi prądu, przy 0,66V przewodzi wyraźnie - jeśli przez któryś tranzystor popłynie prąd, to znak, że jest uszkodzenie i trzeba wyłączyć zasilanie. Ale może dla wyrównania prądów LED-ów przydałyby się większe oporności? 10Ω, normalnie spadek napięcia 1,5V, połączenie sygnałów poprzez diody i sprawdzanie, czy wynik nie za duży.

trymer01 napisał:

Moc znamionowa nic nie znaczy bez odpowiedniego chłodzenia,

Odpowiednie chłodzenie, to jest oczywista oczywistość. U mnie Led na radiatorze padł po krótkim żywocie. Radiator nie nagrzewał się zbyt mocno, po blisko godzinnym świeceniu miał temperaturę ok. 45 st.C. Led nie padł całkowicie, lecz jasność świecenia mocno spadła. Po wymianie Leda 3W na taki sam, przy prądzie 0.9 A (ze źródła stałoprądowego), zmierzyłem na nim napięcie i wyliczona moc wyszła ok. 4.5W. Po zmniejszeniu prądu do 0.7A, moc pobierana przez Leda obniżyła się do 3W.

trymer01 napisał:

lampa ma świecić, a nie wyłączać się.

To jest problem, co zrobić z mocą zasilania: jeśli spróbuje się ograniczać prąd, to zasilacz będzie zwiększać napięcie, na ile może (czyli do około 56V). Można by pomyśleć o dodatkowym obciążeniu włączanym gdy któryś LED przestanie przepuszczać prąd - ale wypada wziąć pod uwagę, że może padną dwa LED-y, albo i trzy, i zawsze dobierać to dodatkowe obciążenie tak, by zasilacz mógł dawać 600mA, a sprawne LED-y dostawały po 150mA... da się, ale to już wyjdzie dość skomplikowany układ. Jakkolwiek to może być niezależny, jednakowy układ dla każdego LED-a.

No i jest kwestia, na czym wytracać tę moc, której LED nie może wykorzystać: to będzie 150mA*40V=6W na każdego uszkodzonego LED-a. Jeśli na opornikach, to do każdego LED-a będzie potrzebny tranzystor do włączania przepływu prądu przez opornik, gdy ten LED ulegnie uszkodzeniu, i drugi tranzystor, by nim sterować.

trymer01 napisał:

?? - 4,5W/0,9A=5V - jakim cudem? Co to za LED, który ma Uf=5V ?

Nie wiem co to za Led, kupiłem go w sklepie elektronicznym jako 3W/3.3V. Wygląda na to (z wyliczenia), że ten led jest na 4.28V (nie wiem czy takie są), a nie na 3.3V. Ale z kolei ten sam Led podłączony pod napięcie 3.5V (spadek napięcia na nim), świeci, ale siła tego światła absolutnie nie nadaje do oświetlania drogi przed rowerem, a w tym celu go kupowałem. Zastąpił żarówkę halogenową 3W/6V.