Επεξήγηση κυκλωμάτων οδήγησης LED υψηλής απόδοσης Li-Ion

Κύρια χαρακτηριστικά

• Χαμηλή τάση εισόδου μεταξύ 1,5 V και 4,2 V.
• Μπορούν να οδηγηθούν έως και 16 LED.
• Σταθερό ρεύμα για τα LED, που σημαίνει μεγαλύτερη διάρκεια ζωής για τα LED.
• Εγγυημένο τέλειο λευκό φως από τα LED, χωρίς αλλαγή στο λευκό χρώμα, ανεξάρτητα από την τάση της μπαταρίας.
• Μεγάλος χρόνος δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας μπαταρίας και εκτεταμένη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
• Οι λυχνίες LED προστατεύονται πλήρως από σενάρια υπερβολικής τάσης και υπερβολικού ρεύματος.
• Δυνατότητα μείωσης φωτισμού PWM.
• Οι λυχνίες LED μπορεί να παραμείνουν αναμμένες μέχρι να ρουφήξει την τελευταία σταγόνα ενέργειας από την μπαταρία.

Χρήση IC LT1932

Το IC LT1932 είναι ένας μετατροπέας DC/DC σταθερής συχνότητας που προορίζεται να λειτουργεί ως πηγή σταθερού ρεύματος. Το LT1932 είναι τέλειο για τη διαμόρφωση των προγραμμάτων οδήγησης LED μπαταρίας Li-Ion, όπου η φωτεινότητα των LED αντιστοιχεί αυστηρά στο ρεύμα που διαρρέει από αυτά και όχι στην τάση στα σημεία επαφής τους.

Η συσκευή μπορεί να δέχεται είσοδο από πολλά διαφορετικά είδη πηγών μέσω εύρους τάσης από 1V έως 10V.

Τα σχέδια που λειτουργούν με μπαταρίες απλοποιούνται σημαντικά από την ικανότητα του LT1932 να ρυθμίζει σωστά το ρεύμα LED ανεξάρτητα από το αν η τάση εισόδου είναι υψηλότερη από την τάση LED.

Το ρεύμα LED θα μπορούσε εύκολα να τροποποιηθεί χρησιμοποιώντας τόσο τάση DC όσο και σήμα διαμορφωμένου πλάτους παλμού (PWM) αφού το ρυθμίσετε στα 5mA και 40mA, ρυθμίζοντας απλώς μια εξωτερική αντίσταση.

Απόλυτη μέγιστη βαθμολογία του LT1932 IC

• VIN = 1,5V έως 10V
• SHDN, Τάση διακοπής = 10V
• SW, Τάση μεταγωγής = 36V
• Τάση LED = 36V
• Τάση RSET = 1V
• Θερμοκρασία διακλάδωσης = 125°C
• Εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας = -40°C έως 85°C
• Εύρος θερμοκρασίας αποθήκευσης = 65°C έως 150°C
• Θερμοκρασία μολύβδου (Συγκόλληση, 10 sec) = 300°C

Λεπτομέρειες Pinout

SW (Pin 1): Τερματικό διακόπτη. Αυτό αντιστοιχεί στον συλλέκτη του εσωτερικού διακόπτη τροφοδοσίας NPN. Για να μειώσετε τις ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές (EMI), συνιστάται να ελαχιστοποιήσετε την έκταση του μεταλλικού ίχνους που συνδέεται με αυτόν τον πείρο.

GND (Pin 2): Σύνδεση γείωσης. Συνδέστε απευθείας αυτόν τον πείρο με το τοπικό επίπεδο γείωσης.

LED (Pin 3): Ακροδέκτης διόδου εκπομπής φωτός. Αυτό χρησιμεύει ως συλλέκτης για τον εσωτερικό διακόπτη LED NPN. Συνδέστε την κάθοδο του κάτω LED σε αυτόν τον πείρο.

RSET (Pin 4): Ρυθμίστε το ρεύμα LED εισάγοντας μια αντίσταση μεταξύ αυτής της ακίδας και της γείωσης, ελέγχοντας το ρεύμα που ρέει στον ακροδέκτη LED. Αυτή η ακίδα διευκολύνει επίσης τη μείωση της φωτεινότητας των LED.

SHDN (Pin 5): Είσοδος τερματισμού λειτουργίας. Για να ενεργοποιήσετε το LT1932, δημιουργήστε μια σύνδεση σε αυτόν τον ακροδέκτη με τάση άνω των 0,85 V. για απενεργοποίηση, συνδέστε το με τάση κάτω από 0,25 V.

VIN (Pin 6): Σύνδεση ρεύματος εισόδου. Βελτιώστε την παράκαμψη αυτού του πείρου ενσωματώνοντας έναν πυκνωτή στη γείωση όσο το δυνατόν πιο κοντά στη συσκευή.

Βασική λειτουργία

Το LT1932 χρησιμοποιεί μια στρατηγική ελέγχου λειτουργίας σταθερής συχνότητας και ρεύματος για τη διατήρηση του ρεύματος εξόδου, που δηλώνεται ως ILED. Η κατανόηση της λειτουργίας του διευκολύνεται καλύτερα αν ανατρέξετε στο παρακάτω διάγραμμα μπλοκ του σχήματος 1.

Στην αρχή κάθε κύκλου ταλαντωτή, ενεργοποιείται το μάνδαλο SR, ξεκινώντας τη λειτουργία του διακόπτη ισχύος Q1. Το σήμα στη μη αναστρέφουσα είσοδο του συγκριτή PWM A2 είναι ευθέως ανάλογο με το ρεύμα του διακόπτη.

Στη συνέχεια συνδυάζεται με ένα τμήμα της ράμπας του ταλαντωτή. Μόλις αυτό το σήμα φτάσει στο όριο που καθορίζεται από την έξοδο του ενισχυτή σφάλματος A1, ο συγκριτής A2 επαναφέρει το μάνδαλο και απενεργοποιεί το διακόπτη λειτουργίας.

Με αυτόν τον τρόπο, το A1 καθορίζει το σωστό επίπεδο ρεύματος αιχμής για να εξασφαλίσει τη ρύθμιση του ρεύματος LED.

Εάν η έξοδος του A1 αυξηθεί, παρέχεται περισσότερο ρεύμα στην έξοδο. Αντίθετα, μια μείωση στην έξοδο του A1 έχει ως αποτέλεσμα την παροχή μικρότερου ρεύματος. Το A1 παρακολουθεί το ρεύμα LED μέσω του διακόπτη Q2, συγκρίνοντάς το με την αναφορά ρεύματος, η οποία καθορίζεται με τη διαμόρφωση της αντίστασης RSET.

Η τάση στον ακροδέκτη RSET διατηρείται στα 100 mV και το ρεύμα εξόδου, ILED, ελέγχεται σε επίπεδο 225 φορές το ISET.

Το τράβηγμα του ακροδέκτη RSET πάνω από 100 mV θα προκαλέσει μείωση στην έξοδο του A1, οδηγώντας στην απενεργοποίηση του διακόπτη τροφοδοσίας Q1 και του διακόπτη LED Q2.

Εφαρμογή προγράμματος οδήγησης Li-Ion LED

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ο LT1932 είναι ένας μετατροπέας DC/DC, με έξοδο σταθερής συχνότητας, και είναι ειδικά σχεδιασμένος για να παράγει σταθερή έξοδο ρεύματος.

Δεδομένου ότι η συσκευή είναι σε θέση να ρυθμίζει άμεσα το ρεύμα εξόδου, γίνεται απόλυτα κατάλληλη για την οδήγηση διόδων εκπομπής φωτός (LED).

Το IC διασφαλίζει ότι ο φωτισμός LED εξαρτάται από το σταθερό ρεύμα που διαρρέει το LED και όχι από τη μεταβαλλόμενη τάση που υποβάλλεται στους ακροδέκτες τους.

Ο κύριος στόχος είναι να δημιουργηθούν προγράμματα οδήγησης LED υψηλής απόδοσης χρησιμοποιώντας μπαταρία Li-Ion, εξασφαλίζοντας εκτεταμένη διάρκεια ζωής της μπαταρίας και μεγάλο χρόνο δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας.

Ρύθμιση ρεύματος LED

Το ρεύμα LED μπορεί να διαμορφωθεί χρησιμοποιώντας μια μεμονωμένη αντίσταση που συνδέεται με τον ακροδέκτη RSET, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1 παραπάνω.

Ο ακροδέκτης RSET ελέγχεται εσωτερικά για να διατηρεί μια τάση 100 mV, ρυθμίζοντας ουσιαστικά το ρεύμα που εξέρχεται από αυτόν τον ακροδέκτη, που συμβολίζεται ως ISET, να είναι ίσο με 100 mV διαιρεμένο με την τιμή της αντίστασης (RSET).

Για να διατηρηθεί η ακριβής ρύθμιση, συνιστάται η χρήση αντίστασης με ανοχή 1% ή καλύτερη.

Ο παρακάτω πίνακας παρέχει παραδείγματα πολλών τυπικών τιμών RSET με ανοχή 1%.

Για διαφορετικές απαιτήσεις ρεύματος LED, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε τον ακόλουθο τύπο για να προσδιορίσετε την κατάλληλη τιμή αντίστασης.

RSET = 225 x (0,1V/ILED)

Η πλειοψηφία των λευκών LED λειτουργούν συνήθως σε ρεύματα αιχμής που κυμαίνονται από 15 mA έως 20 mA.

Σε πιο διαμορφώσεις υψηλής ισχύος, οι σχεδιαστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν δύο παράλληλα σετ LED για να επιτύχουν αυξημένη φωτεινότητα, με αποτέλεσμα ροή ρεύματος από 30 mA έως 40 mA (που ισοδυναμεί με δύο σετ, το καθένα λειτουργεί στα 15 mA έως 20 mA) μέσω των LED.