Combien de temps un condensateur 150 Farad allumerait-il une LED

J'ai une LED blanche brillante d'une lampe de poche. Aproximatley Combien de temps s'allume-t-il avec un condensateur de 150 farad 2,5 volts. Ai-je besoin d'une résistance? Et si oui, combien de Ω? Le condensateur est un boostcap maxwell 150 farad 2,7 volts ici .

Réponse directe à la question

La réponse directe à votre question, en supposant que vous avez l'intention de connecter simplement le condensateur à la LED avec une résistance série, ce n'est pas du tout le temps . En effet, une LED blanche met plus de 2,7 V à la lumière. Consultez sa fiche technique. Ces choses nécessitent généralement un peu plus de 3 V.

Il y a deux options. Le plus simple est d'utiliser une LED avec une baisse avant plus basse. Disons que vous essayez ceci avec une LED rouge qui a une chute de 1,8 V à 20 mA. Cela signifie qu'à pleine charge, il y aura 2,7 V - 1,8 V = 900 mV à travers la résistance. Si vous voulez la luminosité maximale à pleine charge, qui est de 20 mA, alors vous avez besoin d'une résistance de 900 mV / 20 mA = 45 Ω. Prenons la valeur nominale commune de 47 Ω.

Maintenant que nous avons une capacité et une résistance, nous pouvons calculer la constante de temps, qui est 150F x 47Ω = 7050 s = 118 minutes = 2 heures. À pleine charge, la LED sera presque à pleine luminosité, qui se décomposera ensuite lentement. Il n'y a pas de limite fixe à laquelle il s'éteindra soudainement, nous devons donc choisir quelque chose. Disons que 5 mA est suffisamment faible pour être considéré comme n'étant plus utilement allumé dans votre application. La tension à travers la résistance sera de 47Ω x 5mA = 240mV. En utilisant la première approximation de la LED ayant une tension constante à travers elle, cela signifie que la tension du condensateur est de 2 V.

La question est maintenant de savoir combien de temps faut-il pour passer de 2,7 V à 2,0 V à une constante de temps de 2 heures. Soit 0,3 constantes de temps, soit 2100 secondes ou 35 minutes. La valeur réelle sera un peu plus longue car la LED a également une certaine résistance série efficace et augmente donc la constante de temps.

Une meilleure façon

Ce qui précède essaie de répondre à votre question, mais n'est pas utile pour une lampe de poche. Pour une lampe de poche, vous souhaitez maintenir la lumière proche de la luminosité maximale aussi longtemps que possible. Cela peut être fait avec une alimentation à découpage, qui transfère Watts vers Watts out plus une certaine perte mais à différentes combinaisons de tension et de courant. Nous examinons donc l'énergie totale disponible et requise et ne nous soucions pas trop des volts et des ampères spécifiques.

L'énergie dans un condensateur est:

Lorsque C est en Farads, V en Volts, alors E est en Joules.

L'alimentation à découpage aura besoin d'une tension minimale pour fonctionner. Disons qu'il peut fonctionner jusqu'à 1 V. Cela représente une partie de l'énergie restante dans le capuchon que le circuit ne peut pas extraire:

Le total disponible pour l'alimentation de commutation est donc de 547 J - 75 J = 470 J. En raison des faibles tensions, les pertes dans l'alimentation de commutation seront assez importantes. Disons qu'à la fin, seulement la moitié de l'énergie disponible est délivrée à la LED. Cela nous laisse avec 236 J pour allumer la LED.

Maintenant, nous devons voir de quelle puissance les LED ont besoin. Revenons à votre LED blanche d'origine et choisissons quelques chiffres. Disons qu'il a besoin de 3,5 V à 20 mA pour bien briller. C'est 3,5 V * 20 mA = 70 mW. (236 J) / (70 mW) = 3370 secondes ou 56 minutes. À la fin de cela, la lumière s'éteindrait assez rapidement, mais vous aurez jusque-là une luminosité assez stable.

Oui! Vous avez besoin d'une résistance. Si vous n'utilisez pas de résistance, le capuchon se déchargera instantanément à travers la LED. La résistance de la résistance déterminera combien de temps la LED restera allumée.

Vous devez regarder les spécifications des LED pour déterminer la quantité de courant nécessaire pour le faire fonctionner. Une fois que vous savez que vous pouvez calculer la résistance de la résistance nécessaire en utilisant V = IR. résolution pour R = V / I

Une fois que vous connaissez la résistance, vous pouvez trouver le courant et en utilisant le courant, vous pouvez calculer le temps qu'il durera en utilisant C = It / V. Lorsque vous résolvez pour t, vous obtenez t = CV / I qui sortira en quelques secondes.

J'espère que cela pourra aider!

Approche alternative: je vais supposer une LED rouge / verte / jaune standard qui prend 2V à 20mA: 40mw. Le condensateur stocke 1/2 CV ^ 2 joules d'énergie: 300J. Cela suggérerait 300 / 0,04 = 7500 secondes ou environ 2 heures. Cependant, dans la pratique, vous n'obtiendrez pas toute l'énergie car la tension chutera assez rapidement en dessous d'un niveau qui produira de la lumière. J'évaluerais environ une demi-heure jusqu'à ce que "dim", et peut-être encore 15 minutes de faible lueur.

Edit: au fait, votre condensateur est presque certainement 150mF, ce qui vous donnera 1/1000 de cela, ou quelques secondes.

(Pour un éclairage facile d'une LED blanche, essayez 3 piles NiMH AA, qui vous donnent presque exactement la bonne tension)