LED電流を制限するために使用される抵抗が、照明アプリケーションで対処されるエネルギーの一部を放散するという事実はどうですか？

LEDを電源に直接接続することはできません。電流制限抵抗と直列に接続する必要があります。つまり、LEDに電力が供給されると、一部の電力はそのLEDによって消費され、一部の電力は抵抗によって消費されます。つまり、いくらかのエネルギーが浪費されます。

次に、LEDを光源として使用する強力な光源（家の照明器具または車のヘッドライト）を構築する必要があるとします。すべてのLEDを抵抗を介して接続する必要があります。

これらの抵抗器はかなりのエネルギーを浪費すると思います。

照明にLEDを使用する場合、この問題にどのように対処しますか？

LEDは、一定の電流源で電力を供給されることを好みます。これを達成するために必要な電圧に関係なく、固定電流。単純なアプリケーションの実際には、順方向電圧降下が一定であると想定し、抵抗を使用して正しい電流を達成します。

ただし、プロセス変動、温度などの変化により、順方向電圧、したがって電流が変化します。単純なアプリケーションの場合、これは問題ではありませんが、前述のような高出力アプリケーションの場合、これは問題になるため、抵抗は使用されません。

解決策は、回路にフィードバックを含めることです。ドライバ回路の一部として、電流が測定され、LEDの両端の電圧が制御されて、常に電流を望ましい値に保ちます。これは便利なボーナスとして、電流を減らすことによってLEDを暗くする機能も提供します。

あなたが指摘するように、私たちが過剰な電圧を熱に変えると、それは結局かなり非効率になります（これは線形レギュレータの形式です）

解決策は、電圧を完全にオンまたは完全にオフにするスイッチングレギュレータを使用することです。コンデンサはこの電圧を「平均化」するために使用され、オンにされた時間とオフにされた時間の比率を変更することにより、平均電圧を制御します。すべて90％以上の効率で。

興味があるなら、一般的に使用される回路はバックコンバータです

さらに詳しく知りたい場合は、ハワードジョンソンとボブピースの2つのビデオが非常に優れています。

焦げ付かないで高出力LEDを駆動する-パート1

焦げ付かないで高出力LEDを駆動する-パート2

LEDは電源に直接接続できますが、この電源はより一般的な電圧調整ではなく電流調整である必要があります。

スイッチング電源は、ある電圧と電流を別の電圧と電流の組み合わせに変換するときに効率を上げるために使用されます。電圧と電流の積は電力であるため、電圧x電流積は電圧x電流積を超えることはできません。実際には非効率になるため、出力電圧x電流は入力電圧x電流よりも少し小さくなります。90％の効率はかなり良いです。95％の効率は非常に優れています。市販の主流電源は通常、80〜90％の効率範囲です。

電源が電圧を調整するか電流を調整するかは、フィードバック信号がどのように導出されるかに依存します。電源は、入力基準信号とフィードバック信号の差をゼロにしようとします。フィードバック信号が出力電流に比例する場合、その電流を調整します。

一連のLEDを流れる電流を制御するスイッチング電源の例については、KnurdLight LEDヘッドランプの回路図を参照してください。この回路の主な仕事は、合計で約13Vを必要とする4つの白色LEDのストリングを通して、ほぼ一定の20 mAを実行することです。入力電力は、約3Vを供給する2つのAAセルです。ブーストコンバーターの主要部分は、インダクターL1、スイッチングとしてのトランジスターQ2、およびダイオードD1です。LEDへの電流は接続ポイントP1から出て、P2に戻ります。リターン電流は、電流検出抵抗R6を流れます。PICには600 mVの固定基準電圧が内蔵されています。R6を横切る電圧はLED電流に比例し、PIC内の600 mVリファレンスと比較されます。PICのファームウェアは、この1ビットの高/低インジケーターを使用してスイッチQ2を制御します。