Resistenza al calore in un array di LED

Ho costruito un array di LED 5x8 usando un LED bianco da 10mm (3.3v) e resistori da 270 ohm 1 / 2W e una potenza di ingresso 24v (non trasformatore adattatore AC / DC 24v 1A).
Ora i resistori sono molto caldi (il termometro mostra 56ºc).
Come posso risolvere questo problema? Sostituire i resistori con le versioni da 1W lo risolve?
Ecco lo schema:

Grazie

La modifica della potenza nominale di un resistore può far sì che diventi meno caldo poiché resistori di potenza più elevata sono migliori nel liberarsi del calore. Tuttavia, questo non fa nulla per la dissipazione effettiva.

Una resistenza da 270 Ω con 100 mA, ad esempio, dissiperà 2,7 W indipendentemente dalla potenza nominale della resistenza. La potenza nominale indica solo se il resistore verrà danneggiato nel processo. Se è un resistore da "2 W", diventerà piuttosto caldo e forse inizierà a fumare un po ', ma probabilmente sopravviverà per un po'. Se è una resistenza da 0805 1/8 W, svanirà rapidamente in uno sbuffo di fumo. Se è un resistore da "5 W", rimarrà semplicemente lì riscaldandosi ragionevolmente, ma altrimenti continuerà a funzionare correttamente in modo indifeso, supponendo che nulla intorno gli impedisca di condurre calore.

Il tuo vero problema sembra essere una discrepanza tra la tensione di alimentazione e ciò che i tuoi LED vogliono effettivamente. Se mostri uno schema, sarà possibile formulare raccomandazioni specifiche. In generale, aiuterà a mettere in serie diversi LED in serie in modo che la loro caduta di tensione totale sia leggermente inferiore alla tensione di alimentazione. Hai quindi scelto un resistore che riduce la differenza alla corrente desiderata. In questo modo la tensione che attraversa il resistore è una piccola frazione del totale, il che significa anche che la potenza sprecata nel resistore sarà una piccola frazione della potenza totale.

Dici che i tuoi LED scendono di circa 3,3 V quando usati alla corrente desiderata. Sembra plausibile. 24 V / 3,3 V = 7,3, quindi è possibile mettere in serie fino a 7 LED in serie per utilizzare la maggior parte ma non tutti i 24 V. disponibili Tuttavia, ciò equivarrebbe a 3,3 V * 7 = 23,1 V, che non lascia molto per un resistore per regolare la corrente. In questo caso è probabilmente meglio mettere in serie 6 LED. La tensione nominale della stringa sarà quindi 6 * 3,3 V = 19,8 V, che lascia 4,2 V attraverso il resistore. Supponiamo che tu voglia far funzionare i LED a 100 mA. Questa sarà anche la corrente attraverso il resistore poiché i LED e il resistore sono tutti in serie. 4,2 V / 100 mA = 42 Ω, che è il valore del resistore per causare la corrente corretta attraverso la stringa LED quando 24 V sono applicati all'intero oggetto. In tal caso il resistore dissiperebbe 420 mW, quindi un "1 W"

Se vuoi 20 mA attraverso la stringa LED (come sarebbe comune con i LED T1 3/4), inserisci semplicemente numeri diversi. 4,2 V / 20 mA = 210 Ω, che ora dissipa solo 84 mW. Un resistore 0805 può gestirlo.

Inserito il:

Ora mostri di avere 8 stringhe di 5 LED ciascuna con una resistenza da 270 Ω nella stringa. Poiché i LED scendono di 3,3 V ciascuno, i LED totalizzano 16,5 V lasciando 7,5 V sul resistore. Poiché i resistori sono 270 Ω, ciò implica che la corrente per stringa è di 28 mA. È uno strano valore. Intendevi davvero che fosse 20 mA? La dissipazione per resistenza sarà quindi di 210 mW. Questo è troppo per un comune 0805, ma andrebbe bene per un "1/2 W" o più grande, o anche un "1/4 W" in teoria, anche se questo non lascia molto margine.

Se vuoi 20 mA attraverso ogni LED, disponili in strisce di 6 anziché 5 e usa i valori che ho calcolato nel mio ultimo esempio nella sezione precedente.

Innanzitutto, si noti che anche i 56 ° C rientrano probabilmente nelle specifiche del resistore, che di solito vanno a 70 ° C per le parti di consumo.

Nota anche che i resistori da 1 W dissiperanno comunque la stessa quantità totale di calore, quindi no, ciò non risolverà davvero il tuo problema di calore. Se i tuoi LED hanno una caduta di 3,3 V su ciascuno, allora hai 7,5 volt rimanenti sui resistori. Per un resistore da 270 ohm, questo è (7.5 ^ 2/270) = circa 200 mW.

Il modo più semplice per dissipare meno energia ai resistori sarebbe quello di utilizzare una fonte di tensione inferiore. Se si utilizza un'alimentazione a 18 V e si cambiano i resistori a 54 ohm (per mantenere la stessa corrente), si dissiperebbero solo 42 mW nei resistori.