A nagy hatékonyságú Li-Ion LED meghajtó áramkörök magyarázata

Főbb jellemzői

• Alacsony bemeneti feszültség 1,5 V és 4,2 V között.
• Akár 16 LED is működtethető.
• Állandó áram a LED-eknél, ami hosszabb élettartamot jelent a LED-eknek.
• Garantáltan tökéletes fehér fény a LED-ekből, a fehér szín eltolódása nélkül, az akkumulátor feszültségétől függetlenül.
• Hosszú akkumulátor-üzemidő és hosszabb akkumulátor-élettartam.
• A LED-ek teljesen védettek a túlfeszültség és túláram ellen.
• PWM fényerőszabályzó funkció.
• A LED-ek mindaddig égve maradhatnak, amíg az utolsó csepp energiát is el nem szívja az akkumulátorból.

IC LT1932 használatával

Az IC LT1932 egy fix frekvenciájú DC/DC átalakító, amely állandó áramforrásként működik. Az LT1932 tökéletes a Li-Ion akkumulátor LED-meghajtók konfigurálásához, ahol a LED fényereje szigorúan a rajtuk átfolyó áramnak felel meg, nem pedig a kivezetéseiken lévő feszültségnek.

A készülék sokféle forrásból képes bemenetet fogadni 1 V és 10 V közötti feszültségtartományon keresztül.

Az akkumulátoros konstrukciókat jelentősen leegyszerűsíti az LT1932 azon képessége, hogy megfelelően szabályozza a LED-áramot, függetlenül attól, hogy a bemeneti feszültség magasabb-e, mint a LED feszültsége.

A LED-áram egyenáramú feszültséggel vagy impulzusszélesség-modulált (PWM) jellel is könnyen módosítható, miután 5 mA és 40 mA közé állította egy külső ellenállás egyszerű beállításával.

Az LT1932 IC abszolút maximális besorolása

• VIN = 1,5 V és 10 V között
• SHDN, leállási feszültség = 10V
• SW, Kapcsolt feszültség = 36V
• LED feszültség = 36V
• RSET feszültség = 1V
• Csatlakozási hőmérséklet = 125°C
• Működési hőmérséklet tartomány = -40°C és 85°C között
• Tárolási hőmérséklet tartomány = 65°C és 150°C között
• Ólom hőmérséklet (forrasztás, 10 mp) = 300°C

Pinout Részletek

SW (Pin 1): Kapcsoló terminál. Ez megfelel a belső NPN tápkapcsoló kollektorának. Az elektromágneses interferencia (EMI) csökkentése érdekében tanácsos minimálisra csökkenteni az ehhez a tűhöz kapcsolódó fémnyomok kiterjedését.

GND (2. érintkező): Föld csatlakozás. Csatlakoztassa közvetlenül ezt a tűt a helyi alapsíkhoz.

LED (3. érintkező): Fénykibocsátó dióda csatlakozó. Ez a belső NPN LED kapcsoló kollektoraként szolgál. Csatlakoztassa az alsó LED katódját ehhez a tűhöz.

RSET (4-es érintkező): Állítsa be a LED-áramot úgy, hogy ellenállást vezet be a láb és a test közé, és szabályozza a LED-kivezetésbe befolyó áramot. Ez a tüske megkönnyíti a LED-ek fényerejét is.

SHDN (5. érintkező): Leállítási bemenet. Az LT1932 aktiválásához hozzon létre kapcsolatot ehhez a tűhöz 0,85 V feletti feszültséggel; deaktiváláshoz 0,25V alatti feszültséggel kösse be.

VIN (6. érintkező): Bemeneti tápcsatlakozás. Növelje ennek a tűnek a megkerülését egy kondenzátor beépítésével a földelésbe a lehető legközelebb az eszközhöz.

Alapművelet

Az LT1932 állandó frekvencia- és árammód-vezérlési stratégiát alkalmaz a kimeneti áram fenntartására, amelyet ILED-ként jelölnek. Működésének megértését leginkább az alábbi 1. ábra blokkdiagramja segíti elő.

Minden egyes oszcillátorciklus kezdetén az SR retesz aktiválódik, elindítva a Q1 tápkapcsoló működését. Az A2 PWM komparátor nem invertáló bemenetén lévő jel egyenesen arányos a kapcsoló áramával.

Ezt követően kombinálják az oszcillátor rámpa egy szegmensével. Amint ez a jel eléri az A1 hibaerősítő kimenete által meghatározott küszöbértéket, az A2 komparátor alaphelyzetbe állítja a reteszt és deaktiválja a tápkapcsolót.

Ily módon az A1 meghatározza a helyes csúcsáramszintet, hogy biztosítsa a LED-áram szabályozását.

Ha az A1 kimenete megemelkedik, több áram jut a kimenetre; fordítva, az A1 kimenetének csökkenése kevesebb áramot biztosít. Az A1 figyeli a LED áramát a Q2 kapcsolón keresztül, összehasonlítva azt az áramreferenciával, amely az RSET ellenállás konfigurálásával jön létre.

Az RSET láb feszültsége 100 mV, a kimeneti áram (ILED) pedig az ISET 225-szörösének megfelelő szinten van szabályozva.

Az RSET tű 100 mV fölé húzása az A1 kimenetének csökkenését okozza, ami a Q1 tápkapcsoló és a Q2 LED kapcsoló kikapcsolásához vezet.

Li-Ion LED illesztőprogram alkalmazás

Amint azt korábban tárgyaltuk, az LT1932 egy fokozatos DC/DC konverter, fix frekvenciájú kimenettel, és kifejezetten állandó áramkimenet előállítására tervezték.

Mivel a készülék képes közvetlenül szabályozni a kimeneti áramot, tökéletesen alkalmassá válik fénykibocsátó diódák (LED) meghajtására.

Az IC gondoskodik arról, hogy a LED megvilágítása a LED-en átfolyó állandó áramtól és ne a kapcsaikon áthaladó változó feszültségtől függjön.

A fő cél a nagy hatékonyságú LED-meghajtók létrehozása Li-Ion akkumulátorral, ami hosszabb akkumulátor-élettartamot és hosszú mentési időt biztosít.

A LED áram beállítása

A LED-áram konfigurálható egy különálló ellenállással, amely az RSET érintkezőhöz csatlakozik, amint az a fenti 1. ábrán látható.

Az RSET láb belső vezérlésű, hogy fenntartsa a 100 mV-os feszültséget, így az ebből a lábból kilépő áramot (ISET) úgy állítjuk be, hogy 100 mV osztva az ellenállás értékével (RSET).

A pontos szabályozás fenntartása érdekében 1%-os vagy annál nagyobb tűréshatárú ellenállást célszerű használni.

Az alábbi táblázat példákat ad néhány tipikus RSET értékre 1%-os tűréshatárral.

Különböző LED áramszükségletek esetén a következő képletet használhatja a megfelelő ellenállásérték meghatározásához.

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

A fehér LED-ek többsége általában 15 mA és 20 mA közötti csúcsárammal működik.

Nagyobb teljesítményű konfigurációkban a tervezők két párhuzamos LED-készletet alkalmazhatnak a nagyobb fényerő elérése érdekében, ami 30 mA és 40 mA közötti áramot eredményez (ez két készletnek felel meg, amelyek mindegyike 15 mA és 20 mA között működik) a LED-eken.