อธิบายวงจรไดรเวอร์ LED Li-Ion ประสิทธิภาพสูง

คุณสมบัติหลัก

• แรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำระหว่าง 1.5 V ถึง 4.2 V
• สามารถขับเคลื่อน LED ได้มากถึง 16 ดวง
• กระแสไฟคงที่สำหรับ LED หมายถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นสำหรับ LED
• รับประกันแสงสีขาวที่สมบูรณ์แบบจากไฟ LED โดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงของสีขาว ไม่ว่าแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จะเป็นอย่างไร
• เวลาสำรองแบตเตอรี่ยาวนานและอายุการใช้งานแบตเตอรี่ยาวนานขึ้น
• LED ได้รับการปกป้องอย่างเต็มที่จากแรงดันไฟฟ้าเกินและสถานการณ์กระแสไฟเกิน
• คุณสมบัติลดแสง PWM
• ไฟ LED อาจยังคงสว่างอยู่จนกว่าจะดูดพลังงานหยดสุดท้ายจากแบตเตอรี่

ใช้ไอซี LT1932

IC LT1932 เป็นตัวแปลง DC/DC แบบสเต็ปอัปความถี่คงที่ซึ่งมีจุดประสงค์เพื่อใช้เป็นแหล่งกระแสคงที่ LT1932 เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการกำหนดค่าไดรเวอร์ LED แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน โดยที่ความสว่างของ LED จะสอดคล้องกับกระแสที่ไหลผ่านอย่างเคร่งครัด ไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าที่ข้าม pinouts

อุปกรณ์สามารถรับอินพุตจากแหล่งต่างๆ มากมายผ่านช่วงแรงดันไฟฟ้า 1V ถึง 10V

การออกแบบที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่ทำให้ง่ายขึ้นอย่างมากด้วยความสามารถของ LT1932 ในการควบคุมกระแสไฟ LED อย่างถูกต้อง ไม่ว่าแรงดันไฟฟ้าอินพุตจะสูงกว่าแรงดันไฟฟ้า LED หรือไม่ก็ตาม

กระแสไฟ LED สามารถแก้ไขได้ทันทีโดยใช้ทั้งแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงหรือสัญญาณพัลส์ไวด์มอดูเลต (PWM) หลังจากตั้งค่าไว้ภายใน 5mA และ 40mA โดยเพียงแค่ปรับตัวต้านทานภายนอก

คะแนนสูงสุดสัมบูรณ์ของ LT1932 IC

• วิน = 1.5V ถึง 10V
• SHDN, แรงดันปิดเครื่อง = 10V
• SW, แรงดันไฟสลับ = 36V
• แรงดันไฟ LED = 36V
• แรงดันรีเซ็ต = 1V
• อุณหภูมิทางแยก = 125°C
• ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน = -40°C ถึง 85°C
• ช่วงอุณหภูมิในการเก็บรักษา = 65°C ถึง 150°C
• อุณหภูมิตะกั่ว (บัดกรี 10 วินาที) = 300°C

รายละเอียดพินเอาท์

SW (พิน 1): สวิตช์เทอร์มินัล ซึ่งสอดคล้องกับตัวสะสมของสวิตช์ไฟ NPN ภายใน เพื่อลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) ขอแนะนำให้ลดขอบเขตของรอยโลหะที่เชื่อมต่อกับพินนี้ให้เหลือน้อยที่สุด

GND (พิน 2): การเชื่อมต่อกราวด์ เชื่อมโยงพินนี้เข้ากับระนาบกราวด์โดยตรง

LED (พิน 3): เทอร์มินัลไดโอดเปล่งแสง ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรวบรวมสวิตช์ NPN LED ภายใน เชื่อมต่อแคโทดของ LED ด้านล่างเข้ากับพินนี้

RSET (พิน 4): ปรับกระแสไฟ LED โดยการใส่ตัวต้านทานระหว่างพินนี้กับกราวด์ เพื่อควบคุมกระแสที่ไหลเข้าสู่ขั้ว LED พินนี้ยังช่วยอำนวยความสะดวกในการหรี่แสง LED

SHDN (พิน 5): อินพุตปิดเครื่อง หากต้องการเปิดใช้งาน LT1932 ให้สร้างการเชื่อมต่อกับพินนี้ด้วยแรงดันไฟฟ้าเกิน 0.85V สำหรับการปิดการใช้งานให้เชื่อมต่อด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่า 0.25V

VIN (พิน 6): การเชื่อมต่อไฟเข้า ปรับปรุงการบายพาสของพินนี้โดยการรวมตัวเก็บประจุลงกราวด์ใกล้กับอุปกรณ์มากที่สุด

การทำงานขั้นพื้นฐาน

LT1932 ใช้กลยุทธ์การควบคุมโหมดความถี่และกระแสคงที่เพื่อรักษากระแสเอาท์พุต ซึ่งแสดงเป็น ILED การทำความเข้าใจการทำงานของระบบจะอำนวยความสะดวกได้ดีที่สุดโดยอ้างอิงจากแผนภาพบล็อกรูปที่ 1 ต่อไปนี้

เมื่อเริ่มต้นรอบออสซิลเลเตอร์แต่ละรอบ สลัก SR จะถูกเปิดใช้งาน โดยเริ่มต้นการทำงานของสวิตช์เปิด/ปิด Q1 สัญญาณที่อินพุตแบบไม่กลับด้านของตัวเปรียบเทียบ PWM A2 จะเป็นสัดส่วนโดยตรงกับกระแสสวิตช์

จากนั้นจะรวมกับส่วนของทางลาดออสซิลเลเตอร์ เมื่อสัญญาณนี้ถึงเกณฑ์ที่กำหนดโดยเอาต์พุตของตัวขยายข้อผิดพลาด A1 ตัวเปรียบเทียบ A2 จะรีเซ็ตสลักและปิดใช้งานสวิตช์เปิดปิด

ในลักษณะนี้ A1 จะกำหนดระดับกระแสไฟสูงสุดที่ถูกต้องเพื่อให้แน่ใจว่ามีการควบคุมกระแสไฟ LED

หากเอาต์พุตของ A1 เพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าจะถูกจ่ายให้กับเอาต์พุตมากขึ้น ในทางกลับกัน การลดลงของเอาท์พุตของ A1 ส่งผลให้มีกระแสไฟฟ้าน้อยลง A1 ตรวจสอบกระแสไฟ LED ผ่านสวิตช์ Q2 โดยเปรียบเทียบกับค่าอ้างอิงปัจจุบัน ซึ่งสร้างขึ้นโดยการกำหนดค่าตัวต้านทาน RSET

แรงดันไฟฟ้าที่พิน RESET จะคงอยู่ที่ 100mV และกระแสเอาต์พุต ILED จะถูกควบคุมที่ระดับ 225 เท่าของ ISET

การดึงพิน RESET เหนือ 100mV จะทำให้เอาต์พุตของ A1 ลดลง ส่งผลให้สวิตช์เปิดปิด Q1 และสวิตช์ LED Q2 ปิดทำงาน

แอพพลิเคชั่นไดร์เวอร์ Li-Ion LED

ตามที่กล่าวไว้ข้างต้น LT1932 เป็นตัวแปลง DC/DC แบบสเต็ปอัพที่มีเอาต์พุตความถี่คงที่ และได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อสร้างเอาต์พุตกระแสคงที่

เนื่องจากอุปกรณ์สามารถควบคุมกระแสไฟขาออกได้โดยตรง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการขับไดโอดเปล่งแสง (LED)

IC ทำให้แน่ใจว่าการส่องสว่างของ LED ขึ้นอยู่กับกระแสคงที่ที่ไหลผ่าน LED และไม่ใช่แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันซึ่งส่งผ่านขั้วต่อของไฟเหล่านั้น

วัตถุประสงค์หลักคือการสร้างไดรเวอร์ LED ที่มีประสิทธิภาพสูงโดยใช้แบตเตอรี่ Li-Ion ช่วยให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น และมีเวลาสำรองข้อมูลที่ยาวนาน

การตั้งค่ากระแสไฟ LED

กระแสไฟ LED สามารถกำหนดค่าได้โดยใช้ตัวต้านทานเดี่ยวที่เชื่อมต่อกับพิน RSET ดังแสดงในรูปที่ 1 ด้านบน

พิน RESET ได้รับการควบคุมภายในเพื่อรักษาแรงดันไฟฟ้าไว้ที่ 100mV โดยจะตั้งค่ากระแสที่ออกจากพินนี้ซึ่งแสดงเป็น ISET ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ให้เท่ากับ 100mV หารด้วยค่าของตัวต้านทาน (RSET)

เพื่อรักษาการควบคุมที่แม่นยำ ขอแนะนำให้ใช้ตัวต้านทานที่มีค่าความคลาดเคลื่อน 1% หรือดีกว่า

ตารางต่อไปนี้แสดงตัวอย่างค่า RESET ทั่วไปหลายค่าที่มีค่าเผื่อ 1%

สำหรับข้อกำหนดกระแสไฟ LED ที่แตกต่างกัน คุณสามารถใช้สูตรต่อไปนี้เพื่อกำหนดค่าตัวต้านทานที่เหมาะสม

รีเซ็ต = 225 x (0.1V / ILED)

โดยทั่วไปแล้ว LED สีขาวส่วนใหญ่จะทำงานที่กระแสสูงสุดในช่วงตั้งแต่ 15mA ถึง 20mA

ในการกำหนดค่าที่มีกำลังไฟสูง นักออกแบบอาจใช้ชุด LED สองชุดขนานกันเพื่อให้ได้ความสว่างที่เพิ่มขึ้น ส่งผลให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่าน LED ที่ 30mA ถึง 40mA (เทียบเท่ากับสองชุด แต่ละชุดทำงานที่ 15mA ถึง 20mA)