Vysvětlení vysoce účinných obvodů ovladače Li-Ion LED

Hlavní rysy

• Nízké vstupní napětí mezi 1,5 V a 4,2 V.
• Lze napájet až 16 LED.
• Konstantní proud pro LED, což znamená delší životnost pro LED.
• Zaručené dokonalé bílé světlo z LED diod, bez posunu v bílé barvě, bez ohledu na napětí baterie.
• Dlouhá doba zálohování baterie a prodloužená životnost baterie.
• LED plně chráněné proti přepětí a nadproudu.
• Funkce PWM stmívání.
• LED diody mohou zůstat svítit, dokud nevysaje poslední kapku energie z baterie.

Použití IC LT1932

IC LT1932 je stejnosměrný/stejnosměrný měnič se zvyšujícím se pevným kmitočtem, který má fungovat jako zdroj konstantního proudu. LT1932 je ideální pro konfiguraci ovladačů LED Li-Ion baterie, kde jas LED přesně odpovídá proudu, který jimi protéká, a ne napětí na jejich pinech.

Zařízení může přijímat vstup z mnoha různých druhů zdrojů prostřednictvím napěťového rozsahu 1V až 10V.

Konstrukce s bateriovým napájením jsou výrazně zjednodušeny schopností LT1932 správně regulovat proud LED bez ohledu na to, zda je vstupní napětí vyšší než napětí LED.

Proud LED lze snadno upravit pomocí stejnosměrného napětí nebo signálu s modulovanou šířkou pulzu (PWM) po jeho nastavení na 5 mA a 40 mA jednoduchým nastavením externího odporu.

Absolutní maximální hodnocení IC LT1932

• VIN = 1,5V až 10V
• SHDN, Vypínací napětí = 10V
• SW, spínané napětí = 36V
• Napětí LED = 36V
• RSET Napětí = 1V
• Teplota spoje = 125 °C
• Rozsah provozních teplot = -40°C až 85°C
• Rozsah skladovacích teplot = 65 °C až 150 °C
• Teplota olova (pájení, 10 sekund) = 300 °C

Podrobnosti o pinoutu

SW (Pin 1): Spínací terminál. To odpovídá kolektoru interního vypínače napájení NPN. Pro snížení elektromagnetického rušení (EMI) je vhodné minimalizovat rozsah kovové stopy připojené k tomuto kolíku.

GND (Kolík 2): Zemní připojení. Přímo připojte tento kolík k místní zemní ploše.

LED (Kolík 3): Terminál diody vyzařující světlo. Ten slouží jako kolektor pro interní NPN LED spínač. K tomuto kolíku připojte katodu spodní LED.

RSET (Kolík 4): Upravte proud LED vložením odporu mezi tento kolík a zem, který řídí proud tekoucí do terminálu LED. Tento kolík také usnadňuje stmívání LED.

SHDN (Pin 5): Vstup pro vypnutí. Chcete-li aktivovat LT1932, vytvořte připojení k tomuto kolíku s napětím přesahujícím 0,85 V; pro deaktivaci jej připojte s napětím pod 0,25V.

VIN (Pin 6): Připojení vstupního napájení. Vylepšete přemostění tohoto kolíku začleněním kondenzátoru k zemi co nejblíže k zařízení.

Základní operace

LT1932 využívá strategii řízení konstantní frekvence a proudu pro udržení výstupního proudu, označovaného jako ILED. Pochopení jeho fungování je nejlépe usnadněno odkazem na následující blokové schéma Obrázek 1.

Na začátku každého cyklu oscilátoru se aktivuje SR západka, čímž se zahájí činnost vypínače Q1. Signál na neinvertujícím vstupu PWM komparátoru A2 je přímo úměrný spínacímu proudu.

Poté je kombinován se segmentem rampy oscilátoru. Jakmile tento signál dosáhne prahové hodnoty stanovené výstupem chybového zesilovače A1, komparátor A2 resetuje západku a deaktivuje spínač napájení.

Tímto způsobem A1 stanoví správnou špičkovou úroveň proudu pro zajištění regulace proudu LED.

Pokud se výstup A1 zvýší, bude na výstup přiváděn větší proud; naopak, snížení výstupu A1 vede k menšímu dodávanému proudu. A1 monitoruje proud LED pomocí spínače Q2 a porovnává jej s aktuální referenční hodnotou, která je stanovena konfigurací odporu RSET.

Napětí na kolíku RSET je udržováno na 100 mV a výstupní proud ILED je řízen na úrovni 225násobku ISET.

Vytažení pinu RSET nad 100 mV způsobí snížení výstupu A1, což povede k deaktivaci vypínače napájení Q1 a vypínače LED Q2.

Aplikace ovladače Li-Ion LED

Jak již bylo zmíněno dříve, LT1932 je zvyšovací DC/DC měnič s výstupem s pevnou frekvencí a je speciálně navržen tak, aby produkoval výstup konstantního proudu.

Protože je zařízení schopno přímo regulovat výstupní proud, stává se dokonale vhodným pro řízení světelných diod (LED).

Integrovaný obvod zajišťuje, že osvětlení LED je závislé na konstantním proudu protékajícím LED a ne na měnícím se napětí na jejich svorkách.

Hlavním cílem je vytvořit vysoce účinné LED ovladače využívající Li-Ion baterii, která zajistí prodlouženou životnost baterie a dlouhou dobu zálohování.

Nastavení proudu LED

Proud LED lze konfigurovat pomocí samostatného rezistoru, který se připojuje ke kolíku RSET, jak je znázorněno na obrázku 1 výše.

Pin RSET je interně řízen tak, aby udržoval napětí 100 mV, čímž se efektivně nastavuje proud vycházející z tohoto pinu, označený jako ISET, na hodnotu 100 mV děleno hodnotou odporu (RSET).

Pro zachování přesné regulace je vhodné použít rezistor s tolerancí 1% nebo lepší.

Následující tabulka uvádí příklady několika typických hodnot RSET s tolerancí 1 %.

Pro různé požadavky na proud LED můžete použít následující vzorec k určení vhodné hodnoty odporu.

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

Většina bílých LED je typicky provozována při špičkových proudech v rozsahu od 15 mA do 20 mA.

V konfiguracích s vyšším výkonem mohou konstruktéři použít dvě paralelní sady LED pro dosažení zvýšeného jasu, což má za následek tok proudu 30 mA až 40 mA (ekvivalent dvou sad, z nichž každá pracuje při 15 mA až 20 mA) skrz LED.