Högeffektiva Li-Ion LED-drivkretsar förklaras

Huvuddrag

• Låg inspänning mellan 1,5 V och 4,2 V.
• Så många som 16 lysdioder kan drivas.
• Konstant ström för lysdioderna, vilket betyder längre livslängd för lysdioderna.
• Garanterat perfekt vitt ljus från lysdioderna, utan skiftning i den vita färgen, oavsett batterispänning.
• Lång batteribackuptid och förlängd batteritid.
• Lysdioder helt skyddade mot överspänning och överströmsscenarier.
• PWM-dimningsfunktion.
• Lysdioder kan förbli tända tills den har sugit den sista droppen energi från batteriet.

Använder IC LT1932

IC LT1932 är en DC/DC-omvandlare med fast frekvens som är avsedd att fungera som en konstantströmkälla. LT1932 är perfekt för att konfigurera Li-Ion Battery LED-drivrutiner, där LED-ljusstyrkan strikt motsvarar strömmen som flyter genom dem och inte spänningen över deras pinouts.

Enheten kan ta emot input från många olika typer av källor via ett spänningsområde på 1V till 10V.

Batteridrivna konstruktioner förenklas avsevärt av LT1932:s förmåga att korrekt reglera LED-strömmen oavsett om inspänningen är högre än LED-spänningen.

LED-ström kan lätt modifieras med både en DC-spänning eller en pulsbreddsmodulerad (PWM) signal efter att ha ställt in den inom 5mA och 40mA genom att helt enkelt justera ett externt motstånd.

Absolut maxvärde för LT1932 IC

• VIN = 1,5V till 10V
• SHDN, Avstängningsspänning = 10V
• SW, Switched Voltage = 36V
• LED-spänning = 36V
• RSET Spänning = 1V
• Junction Temperatur = 125°C
• Driftstemperaturområde = -40°C till 85°C
• Förvaringstemperaturintervall = 65°C till 150°C
• Ledningstemperatur (lödning, 10 sek) = 300°C

Pinout detaljer

SW (stift 1): Switch terminal. Detta motsvarar kollektorn för den interna NPN-strömbrytaren. För att minska elektromagnetisk störning (EMI) är det lämpligt att minimera omfattningen av metallspåret som är anslutet till detta stift.

GND (stift 2): Jordanslutning. Länka detta stift direkt till det lokala jordplanet.

LED (stift 3): Light Emitting Diode Terminal. Detta fungerar som kollektor för den interna NPN-LED-omkopplaren. Anslut katoden på den nedre lysdioden till detta stift.

RSET (Pin 4): Justera LED-strömmen genom att införa ett motstånd mellan detta stift och jord, som styr strömmen som flyter in i LED-terminalen. Denna stift underlättar även LED-dimning.

SHDN (stift 5): Avstängningsingång. För att aktivera LT1932, upprätta en anslutning till detta stift med en spänning som överstiger 0,85V; för avaktivering, anslut den till en spänning under 0,25V.

VIN (stift 6): Ingångsströmanslutning. Förbättra förbikopplingen av detta stift genom att införliva en kondensator till jord så nära enheten som möjligt.

Grundläggande drift

LT1932 använder en kontrollstrategi för konstant frekvens och strömläge för att bibehålla utströmmen, betecknad som ILED. Att förstå dess funktion underlättas bäst genom att hänvisa till följande blockschema i figur 1.

Vid början av varje oscillatorcykel aktiveras SR-låset, vilket initierar driften av strömbrytaren Q1. Signalen vid den icke-inverterande ingången på PWM-komparatorn A2 är direkt proportionell mot omkopplarströmmen.

Den kombineras sedan med ett segment av oscillatorrampen. När väl denna signal når det tröskelvärde som fastställts av utgången från felförstärkaren Al, återställer komparatorn A2 spärren och deaktiverar strömbrytaren.

På detta sätt etablerar A1 den korrekta toppströmsnivån för att säkerställa regleringen av LED-strömmen.

Skulle utgången från A1 stiga, tillförs mer ström till utgången; omvänt resulterar en minskning av A1:s uteffekt i att mindre ström tillhandahålls. A1 övervakar LED-strömmen genom omkopplaren Q2 och jämför den med strömreferensen, som fastställs genom att konfigurera resistor RSET.

Spänningen vid RSET-stiftet hålls på 100mV, och utströmmen, ILED, styrs till en nivå av 225 gånger ISET.

Att dra i RSET-stiftet över 100mV kommer att orsaka en minskning av utsignalen från A1, vilket leder till att strömbrytaren Q1 och LED-omkopplaren Q2 deaktiveras.

Li-Ion LED-drivrutinsapplikation

Som diskuterats tidigare är LT1932 en step-up DC/DC-omvandlare, med en fast frekvensutgång, och är speciellt utformad för att producera en konstant strömutgång.

Eftersom enheten kan reglera utströmmen direkt, blir den perfekt lämpad för att driva lysdioder (LED).

IC ser till att LED-belysningen är beroende av den konstanta strömmen som flyter genom lysdioden och inte den varierande spänningen som utsätts över deras terminaler.

Huvudsyftet är att skapa högeffektiva LED-drivrutiner med Li-Ion-batteri, vilket säkerställer en förlängd batteritid och lång backuptid.

Ställa in LED-ström

LED-strömmen kan konfigureras med ett solitärt motstånd som ansluts till RSET-stiftet, som illustreras i figur 1 ovan.

RSET-stiftet styrs internt för att upprätthålla en spänning på 100mV, vilket i praktiken ställer in strömmen som lämnar detta stift, betecknad som ISET, till att vara lika med 100mV dividerat med värdet på motståndet (RSET).

För att upprätthålla exakt reglering är det tillrådligt att använda ett motstånd med en tolerans på 1 % eller bättre.

Följande tabell ger exempel på flera typiska RSET-värden med en tolerans på 1 %.

För olika LED-strömkrav kan du använda följande formel för att bestämma lämpligt motståndsvärde.

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

Majoriteten av vita lysdioder drivs vanligtvis vid toppströmmar från 15mA till 20mA.

I mer kraftfulla konfigurationer kan designers använda två parallella uppsättningar av lysdioder för att uppnå ökad ljusstyrka, vilket resulterar i ett strömflöde på 30mA till 40mA (motsvarande två uppsättningar, som var och en arbetar vid 15mA till 20mA) genom lysdioderna.