（バッテリー）予算のLED！–バッテリーを消費せずにLEDの電流を下げるにはどうすればよいですか？

編集：ここに非常に短いバージョンがありますが、蛇行する動機付けバージョンはおそらく一般的なバッテリー寿命の最適化に関する親の質問に含まれています。

バッテリーを無駄にせずにLEDへの電流を下げるにはどうすればよいですか？

抵抗を使用して電流を下げると、バッテリーの寿命が尽きると思います。これは本当ですか？電流が小さく保たれている場合、バッテリーをどのように使い果たしますか？消費電力ですか？

ダイオード（およびより小さい抵抗器）を使用すると、バッテリーが使い果たされると思います（LadyAdaは、「電圧を下げるリニアデバイスは同じ電力を使用する」と言っています）。これは本当ですか？同じ量ですか？

「無料」で、つまり電力を無駄にせずに電圧を下げることはできますか？レギュレータICは、抵抗またはダイオードではできないことをどのように行うことができますか？

低電流LEDを使用してください。たとえば、これは2mAを消費します。

パルス幅変調（PWM）を使用してLEDを駆動します。オフ期間中は、電力を消費しません。50％の明るさが許容される場合があります。

抵抗を使用して電流を下げると、バッテリーの寿命が尽きると思います。これは本当ですか？

最初の文は、yes / noの答えを出すのが難しいです。技術的にはそれ自体の電力の一部を使い果たしますが、抵抗が上がると電力が下がります（電流も減少します。これはバッテリーで重要です）。

電流が小さく保たれている場合、バッテリーをどのように使い果たしますか？

これは非常に厄介な文です。「小さい」とは、すべての人にとって異なることを意味します。無視できるように小さいという意味であれば、それは無視できますが、uAをカウントする回路ではこれは真実ではないでしょう。無視できるようにするための良いルールは、平均電流がシステム全体の電流の1/10未満であることです（私はフィールドです、1/10は1 /無限に十分です）。

消費電力ですか？

はい、最短回答で。バッテリーには電圧が関連付けられており、通常は事前に知っています。ほとんどのデバイスには、電圧が変化すると電流が変化しますが、電圧がわかっているので、その電流を知ることができます。バッテリーの容量はAHまたはmAHで測定されるため、設定は完了です。AHで容量を取得し、デバイスがプルするA数で割ると、寿命が数時間になります。十分な数ですか？設定されています。3週間早く死ぬの？今、あなたはあなたの平均消費電流を減らすか、より大きなバッテリーを得る方法を見つけなければなりません。

ダイオード（およびより小さい抵抗器）を使用すると、バッテリーが使い果たされると思います（LadyAdaは、「電圧を下げるリニアデバイスは同じ電力を使用する」と言っています）。これは本当ですか？同じ量ですか？

前に述べたように、現在の予算は事実上あります。平均消費電流が増加すると、バッテリー寿命が短くなります。

「無料」で、つまり電力を無駄にせずに電圧を下げることはできますか？レギュレータICは、抵抗またはダイオードではできないことをどのように行うことができますか？

はい、LEDドライバーのようなデバイスを使用する場合、トリックを実行できます。これらのほとんどはスイッチングモード電源です。これらは電子工学の比較的高度な概念であり、理解しようとするのをやめないでください。不正行為であることを理解してください。効率は80または90％の範囲になります。デバイスの消費電力を計算し、効率を考慮して実際の消費電力を取得できます。次に、これを電圧で除算し、平均消費電流と相関させる必要があります。

私のアドバイス

もっと簡単な方法があります。Jobyが話していたように、PWM。しかし、10％PWM、さらには1％を使用することはお勧めしません。代わりに、LEDを短時間点滅させて、重要なイベントを知らせます。

デバイスがスリープしていることを確認する場合は、1秒おきに点滅させます。rs232が接続されているときに送信している場合は、「パケット」を送信するたびに点滅します。これにより、数秒ごとにミリ秒の「オン」時間を指定できます。これを基本的なPWMと考えると、0.1％未満になります。点滅するように20mAを引いている（非常に明るい）場合、平均20uAを引いています。2mAダイオードに進み、2uAの平均電流を流しています。毎分点滅する場合、その上で60で割ることになります：1 / 30uA。

これは、高効率LED駆動に関するMicrochip社の素晴らしいアプリノートです。 http://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/91060b.pdf

要点は、電流制限抵抗なしでインダクタを使用してLEDを駆動することです。インダクタは、適切な電圧でLEDを自動的に駆動します。どれほど実用的かはわかりませんが、調査する価値があるかもしれません。

あなたが観察するように、抵抗器は電力を浪費します。レギュレータ回路のトランジスタ、あらゆる種類のIC、ダイオードなど、その他のアナログデバイスは、電圧源からLEDに電流を流している場合、電力を浪費します。供給電圧からLEDの順方向電圧降下まで、LED電流が流れると電圧降下が生じます。乗算して、熱として浪費される電力を見つけます。ファンシーレギュレータICは、この基本的な物理学から逃れることはできません。

電力を浪費しない電気要素は、空の空気とワイヤーの2つだけです。空の空気、つまり、開いているスイッチやオフになっているトランジスタなど、接続されていないものには電流が流れません。ワイヤ、またはオンになっているトランジスタなどの導体（小さな飽和電圧を無視）の電圧降下はゼロです。低電力回路では、抵抗を避け、トランジスタをスイッチとして使用し、常にオンまたはオフにする必要があります。

特定の電流を必要とするLEDの場合、トランジスタを矩形波で駆動できます。「オン」または「オフ」に関係なく、トランジスタで消費される電力はほとんどありません。電荷は効率的にLEDに転送されます。もちろん、「オン」フェーズ中にあまり多くの電流を流したり、LEDをトーストしたりエージングさせたりしたくないので、コンデンサで負荷の電圧を滑らかにします。（これは、LEDの最大電流定格、スイッチングの頻度などに応じてオプションです）LEDの輝度は、矩形波のデューティサイクルを変更することで変更できますが、100％の波の使用を控えたい場合は- LEDに全電圧が供給されます。

これは、基本的なスイッチモード電源であり、最近および今後数十年の重要な技術です。

電流制限抵抗の抵抗を増やすと、バッテリーの寿命が延びると思います。より大きな抵抗器を使用する電圧源（バッテリーなど）では、抵抗器とダイオードを流れる電流が少なくなります。唯一の欠点は、調光ダイオードがあることです。ただし、回路全体を流れる電流が減少しているため、mAh単位のバッテリー寿命が長くなります。

必要なのは、電流制御回路です。これらは一般的に優れたLED懐中電灯（例）にあり、MAX6969などのデバイスはマイクロコントローラーから多数のLEDを制御するのに役立ちます。その特定のチップは、LEDまたはPWMに電力を供給するために低電圧（おそらくは定電圧降圧レギュレータによって供給される）と組み合わせない限り、電力を節約しません。直列抵抗を増やすと実際に流れる電流が少なくなり、バッテリー寿命が長くなりますが、ライトも減ります。定電流電源を使用すると、直列抵抗で熱に変換される電力を排除できます。

代わりにステップダウントランスでLEDを走らせてみてください..より多くのコイルを直列に使用するだけで、LEDを使用してください..抵抗..wastageは少なくなります