1W LED 정전류 드라이버.

 1W급의 방열판 달린 LED를 위한 정전류 회로를 시도.

 

 미니멀리즘을 추구하기 위해 2N7000을 저항대신 사용했다. 병렬이라 2.5~3옴의 저항을 가진다.

 0.7 / 2.5 = 0.280mA라는 공식으로 이론적인 전류량이 나온다. R13은 그냥 1K로 했다.

 Q10은 아무런 NPN 트랜지스터를 사용하면 된다.

 테스트에서는 대충 300mA대의 전류가 측정.

 

 MJE3055T는 약간 발열이 생기니 방열판을 달아주면 미지근하다. 1W의 LED는 대충 60도 정도의 발열이 있는 것 같다. 

 뜨거워서 오래 못만지고 손을 떼는 정도의 온도가 된다.

 

 수명이 아주 길다고 했는데 얼마나 버티는지 테스트를 해봐야겠다.

 

(편집) 여러가지 테스트를 해보는 중에 효율에 의문이 생겼다. 300mA 1W LED 1개가 밝기는 하나 30mA 0.1W 10개보단 효율이 떨어지는 듯. 일반 전원 아답터에서 다시 정전압 5V로 만드니 총소비 전력이 3W로 찍힌다; 1W LED인데...

 

(편집) FET 게이트 전압 부분을 수정. 전압에 따른 너무 낮은 RDS값이 나오지 않게해서 전류를 낮추도록 했다. 항상 5V이하의 전압이 게이트에 인가된다.

 

(편집) 실패한 OP AMP로 전류를 제한하는 회로.

11m옴의 FET의 D-S 전압값을 전류 측정에 사용하는데 실패했다. 하단에 3W 낮은 저항을 달아서 해야되는 것 같다. 대충 12kHz로 조절 스위칭을 한다. 대충 조절은 되는데 전류값을 지금 내가 가지고 있는 전류 측정기기로 조절하는게 불가능해서 전류가 제한되는지 알 수가 없었다. 그래서 실패한 회로로 남겨두기로 했다.

 

OP AMP 구현에서는 스위칭 off 때 전압이 최대가 되는걸 깜빡해서 지웠다. 말단에 저항을 다는게 가장 이상적인 듯.

 

대충 다시 만든 LED 전류 드라이버 회로.

 R2에 병렬로 연결한 C1는 필수다. C1이 없으면 100kHz넘게 스위칭하는 상태가 나타나는데, 연결해주면 40kHz 정도의 스위칭 상태가 된다. 임계 전류값인 300mA를 0.3 * 3.9 = 1.17로 제한한다. 마침 LED의 전압 강화가 비슷해서 대충 맞출 수 있게 만들었다. R7을 늘려도 주파수가 감소한다.

 3.9 3W를 사용한 이유는 시중의 권선저항 중 제일 싸게 팔고 있다.

 Q2는 FET를 쓰던 TR을 상관없다. FET를 사용할 때 좀 더 낮은 전압에도 동작하게 하려면 논리레벨 FET를 사용하면 된다.

 

완성된 회로. 5V에서는 1.2볼트 정도가 D1 D3에 걸린다. 1.17v을 필요로 하는 부분에 대충 만족. 3W 소비전력 문제는 전원부에 있는 듯. R2값에 따라서 발생하는 주파수에 변화가 있을 수 있다. 이 회로 구성에서는 대충 16kHz로 변화가 생긴다. R2에 병렬로 0.1uF을 달면 13kHz정도로 낮아진다.

 

 결과적으로 LED에 걸리는 전압은 다음과 같다.