Høyeffektive Li-Ion LED-driverkretser forklart

Hovedtrekkene

• Lav inngangsspenning mellom 1,5 V og 4,2 V.
• Så mange som 16 lysdioder kan drives.
• Konstant strøm for LED-ene, noe som betyr lengre levetid for LED-ene.
• Garantert perfekt hvitt lys fra LED-ene, uten skift i hvitfargen, uavhengig av batterispenningen.
• Lang batteribackuptid og forlenget batterilevetid.
• Lysdioder fullstendig beskyttet mot overspenning og overstrømsscenarier.
• PWM dimming funksjon.
• Lysdioder kan forbli tent til den har sugd den siste dråpen energi fra batteriet.

Bruker IC LT1932

IC LT1932 er en fast frekvens step-up DC/DC-omformer beregnet på å fungere som en konstantstrømkilde. LT1932 er perfekt for å konfigurere Li-Ion Battery LED-drivere, der LED-lysstyrken tilsvarer strømmen som flyter gjennom dem og ikke spenningen over pinoutene deres.

Enheten kan akseptere input fra mange forskjellige typer kilder via et spenningsområde på 1V til 10V.

Batteridrevne design er betydelig forenklet av LT1932s evne til å regulere LED-strømmen riktig uavhengig av om inngangsspenningen er høyere enn LED-spenningen.

LED-strøm kan enkelt modifiseres ved å bruke både en likespenning eller et pulsbreddemodulert (PWM) signal etter å ha satt den innenfor 5mA og 40mA ved ganske enkelt å justere en ekstern motstand.

Absolutt maksimal vurdering av LT1932 IC

• VIN = 1,5V til 10V
• SHDN, Avstengningsspenning = 10V
• SW, Switched Volt = 36V
• LED-spenning = 36V
• RSET Spenning = 1V
• Krysstemperatur = 125°C
• Driftstemperaturområde = -40°C til 85°C
• Lagringstemperaturområde = 65°C til 150°C
• Ledningstemperatur (lodding, 10 sek) = 300°C

Pinout detaljer

SW (Pin 1): Bryterterminal. Dette tilsvarer kollektoren til den interne NPN-strømbryteren. For å redusere elektromagnetisk interferens (EMI), er det tilrådelig å minimere omfanget av metallsporet som er koblet til denne pinnen.

GND (Pin 2): Jordforbindelse. Koble denne pinnen direkte til det lokale jordplanet.

LED (Pin 3): Lysdiodeterminal. Denne fungerer som kollektor for den interne NPN LED-bryteren. Koble katoden til den nedre LED-en til denne pinnen.

RSET (Pin 4): Juster LED-strømmen ved å innføre en motstand mellom denne pinnen og jord, og kontrollerer strømmen som flyter inn i LED-terminalen. Denne pinnen forenkler også LED-dimming.

SHDN (Pin 5): Avslutningsinngang. For å aktivere LT1932, etablere en tilkobling til denne pinnen med en spenning som overstiger 0,85V; for deaktivering, koble den til en spenning under 0,25V.

VIN (Pin 6): Inngangsstrømtilkobling. Forbedre omgåelsen av denne pinnen ved å inkorporere en kondensator til jord så nært enheten som mulig.

Grunnleggende operasjon

LT1932 bruker en konstant frekvens- og strømmoduskontrollstrategi for å opprettholde utgangsstrømmen, betegnet som ILED. Å forstå funksjonen er best mulig ved å referere til følgende blokkdiagram i figur 1.

Ved starten av hver oscillatorsyklus aktiveres SR-låsen, og initierer driften av strømbryteren Q1. Signalet på den ikke-inverterende inngangen til PWM-komparatoren A2 er direkte proporsjonal med bryterstrømmen.

Den kombineres deretter med et segment av oscillatorrampen. Når dette signalet når terskelen etablert av utgangen fra feilforsterkeren A1, tilbakestiller komparator A2 låsen og deaktiverer strømbryteren.

På denne måten etablerer A1 riktig toppstrømnivå for å sikre regulering av LED-strømmen.

Skulle utgangen til A1 stige, tilføres mer strøm til utgangen; omvendt resulterer en reduksjon i A1s utgang i mindre strøm. A1 overvåker LED-strømmen gjennom bryteren Q2, og sammenligner den med strømreferansen, som etableres ved å konfigurere motstanden RSET.

Spenningen på RSET-pinnen holdes på 100mV, og utgangsstrømmen, ILED, kontrolleres til et nivå på 225 ganger ISET.

Å trekke RSET-pinnen over 100mV vil føre til en reduksjon i utgangen til A1, noe som fører til deaktivering av strømbryteren Q1 og LED-bryteren Q2.

Li-Ion LED-driverapplikasjon

Som diskutert tidligere, er LT1932 en step-up DC/DC-omformer, med en fast frekvensutgang, og er spesielt designet for å produsere en konstant strømutgang.

Siden enheten er i stand til å regulere utgangsstrømmen direkte, blir den perfekt egnet for å drive lysemitterende dioder (LED).

IC-en sørger for at LED-belysningen er avhengig av den konstante strømmen som flyter gjennom LED-en og ikke den varierende spenningen som utsettes over terminalene deres.

Hovedmålet er å lage høyeffektive LED-drivere ved bruk av Li-Ion-batteri, noe som sikrer forlenget batterilevetid og lang backuptid.

Sette opp LED-strøm

LED-strømmen kan konfigureres ved hjelp av en enkelt motstand som kobles til RSET-pinnen, som illustrert i figur 1 ovenfor.

RSET-pinnen er internt kontrollert for å opprettholde en spenning på 100mV, og setter effektivt strømmen som går ut av denne pinnen, betegnet som ISET, til å være lik 100mV delt på verdien av motstanden (RSET).

For å opprettholde presis regulering anbefales det å bruke en motstand med en toleranse på 1 % eller bedre.

Tabellen nedenfor gir eksempler på flere typiske RSET-verdier med en toleranse på 1 %.

For forskjellige LED-strømkrav kan du bruke følgende formel for å bestemme riktig motstandsverdi.

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

De fleste hvite lysdioder drives vanligvis ved toppstrømmer fra 15mA til 20mA.

I mer høyeffektkonfigurasjoner kan designere bruke to parallelle sett med LED-er for å oppnå økt lysstyrke, noe som resulterer i en strømflyt på 30mA til 40mA (tilsvarer to sett, som hver opererer ved 15mA til 20mA) gjennom LED-ene.