Widerstandswärme in einem LED-Array

Ich habe ein 5x8-LED-Array mit 10 mm weißer (3,3 V) LED und 270 Ohm 1 / 2W- Widerständen und einer 24 V Eingangsleistung (24 V 1 A AC / DC-Adapter ohne Transformator) gebaut.
Jetzt sind die Widerstände sehr heiß (Thermometer zeigt 56 ° C an).
Wie kann ich das beheben? Lösen wechselnde Widerstände mit 1W-Versionen das Problem?
Hier ist der Schaltplan:

Vielen Dank

Wenn Sie die Nennleistung eines Widerstands ändern, wird er möglicherweise weniger heiß, da Widerstände mit höherer Leistung die Wärme besser abführen können. Dies hat jedoch nichts mit der tatsächlichen Dissipation zu tun.

Ein 270 Ω-Widerstand mit 100 mA verbraucht beispielsweise 2,7 W, unabhängig von der Nennleistung des Widerstands. Die Nennleistung gibt nur Auskunft darüber, ob der Widerstand dabei beschädigt wird. Wenn es sich um einen "2 W" -Widerstand handelt, wird es ziemlich heiß und beginnt möglicherweise ein wenig zu rauchen, wird aber wahrscheinlich zumindest eine Weile überleben. Wenn es sich um einen 0805 1/8 W Widerstand handelt, verschwindet er ziemlich schnell in einer Rauchwolke. Wenn es sich um einen "5 W" -Widerstand handelt, wird er nur dort sitzen und einigermaßen heiß werden, aber ansonsten funktioniert er weiterhin einwandfrei, vorausgesetzt, nichts um ihn herum verhindert, dass er Wärme ableitet.

Ihr eigentliches Problem scheint eine Nichtübereinstimmung zwischen der Versorgungsspannung und dem zu sein, was Ihre LEDs tatsächlich wollen. Wenn Sie einen Schaltplan zeigen, können Sie spezifische Empfehlungen aussprechen. Im Allgemeinen ist es hilfreich, mehrere LEDs in Reihe zu schalten, damit ihr Gesamtspannungsabfall etwas geringer als die Versorgungsspannung ist. Sie haben dann einen Widerstand gewählt, der die Differenz auf den gewünschten Strom senkt. Auf diese Weise macht die Spannung am Widerstand einen kleinen Bruchteil der Gesamtleistung aus, was auch bedeutet, dass die im Widerstand verschwendete Leistung einen kleinen Bruchteil der Gesamtleistung ausmacht.

Sie sagen, dass Ihre LEDs bei Verwendung mit dem gewünschten Strom um etwa 3,3 V abfallen. Das klingt plausibel. 24 V / 3,3 V = 7,3, so dass Sie bis zu 7 LEDs in Reihe schalten können, um die meisten, aber nicht alle verfügbaren 24 V zu verbrauchen. Dies würde jedoch insgesamt 3,3 V * 7 = 23,1 V ergeben, was nicht viel übrig lässt für einen Widerstand zur Stromregelung. In diesem Fall ist es wahrscheinlich besser, 6 LEDs in Reihe zu schalten. Die Nennspannung des Strings beträgt dann 6 * 3,3 V = 19,8 V, wodurch 4,2 V über dem Widerstand verbleiben. Angenommen, Sie möchten die LEDs mit 100 mA betreiben. Dies ist auch der Strom durch den Widerstand, da die LEDs und der Widerstand alle in Reihe geschaltet sind. 4,2 V / 100 mA = 42 Ω. Dies ist der Wert des Widerstands, der den richtigen Strom durch die LED-Kette verursacht, wenn 24 V an das Ganze angelegt werden. In diesem Fall würde der Widerstand 420 mW abführen, so dass eine "1 W"

Wenn Sie 20 mA durch den LED-String möchten (wie es bei T1 3/4 LEDs üblich ist), schließen Sie einfach verschiedene Nummern an. 4,2 V / 20 mA = 210 Ω, was jetzt nur noch 84 mW verbraucht. Ein 0805-Widerstand kann damit umgehen.

Hinzugefügt:

Sie zeigen jetzt, dass Sie 8 Zeichenfolgen mit jeweils 5 LEDs mit einem 270 Ω-Widerstand in der Zeichenfolge haben. Da Ihre LEDs jeweils um 3,3 V abfallen, betragen die LEDs insgesamt 16,5 V und lassen 7,5 V über dem Widerstand. Da die Widerstände 270 Ω betragen, bedeutet dies, dass Ihr Strom pro String 28 mA beträgt. Das ist ein seltsamer Wert. Wollten Sie wirklich, dass es vielleicht 20 mA sind? Die Verlustleistung pro Widerstand beträgt dann 210 mW. Das ist zu viel für einen gewöhnlichen 0805, wäre aber in Ordnung für ein "1/2 W" oder größer oder sogar ein "1/4 W" in der Theorie, obwohl das nicht viel Spielraum lässt.

Wenn Sie 20 mA durch jede LED wünschen, ordnen Sie sie in Streifen von 6 statt 5 an und verwenden Sie die Werte, die ich in meinem letzten Beispiel im vorherigen Abschnitt berechnet habe.

Beachten Sie zunächst, dass wahrscheinlich sogar 56 ° C innerhalb der Spezifikationen Ihres Widerstands liegen, die normalerweise für Teile in Verbraucherqualität auf 70 ° C steigen.

Beachten Sie auch, dass 1-W-Widerstände immer noch die gleiche Gesamtwärmemenge abgeben. Nein, das behebt Ihr Wärmeproblem nicht wirklich. Wenn Ihre LEDs jeweils einen Abfall von 3,3 V aufweisen, verbleiben an den Widerständen 7,5 Volt. Für einen 270-Ohm-Widerstand ist das (7,5 ^ 2/270) = ungefähr 200 mW.

Der einfachste Weg, weniger Leistung an Ihren Widerständen abzuleiten, ist die Verwendung einer Quelle mit niedrigerer Spannung. Wenn Sie eine 18-V-Versorgung verwenden und Ihre Widerstände auf 54 Ohm ändern (um den gleichen Strom beizubehalten), würden Sie nur 42 mW in den Widerständen verbrauchen.