Драйвер светодиодов, инвариантный к их количеству и типу

В портативных системах часто используются светодиоды разных цветов и в разных количествах каждого цвета. Вот пример: белый светодиод для подсветки дисплея, зеленый для подсветки клавиатуры и красный для индикации питания. Обычно светодиоды получают питание как минимум от двух источников: один для «стандартных» светодиодов (красный и зеленый) и один для белых светодиодов, которые имеют более высокое прямое напряжение. Светодиоды подсветки клавиатуры и светодиодные индикаторы снабжены токоограничивающими резисторами. Чтобы исключить эти резисторы и питать группы разнородных светодиодов от одного источника, можно стабилизировать токи нескольких цепочек. На Рисунке 1 четыре цепочки светодиодов различных типов получают питание от единственного источника. В схеме смешаны светодиоды с различными прямыми напряжениями, но при этом за счет использования токового зеркала, состоящего из транзисторов Q1-Q4, обеспечивается достаточно хорошая сбалансированность нагрузок. Это также устраняет необходимость в отдельном токоограничивающем «балластном» резисторе для каждого светодиода или каждой цепочки светодиодов и предоставляет общую точку управления (вывод ADJ микросхемы IC1) для регулировки яркости светодиодов.

Новейшая архитектура Σ-Δ-АЦП предотвращает нарушение потока данных во время синхронизации распределенных систем

В этой схеме драйвера светодиодов импульсный преобразователь IC1 и связанные с ним компоненты позволяют смешивать светодиоды разных типов и в разных количествах.
Рисунок 1. В этой схеме драйвера светодиодов импульсный преобразователь IC1 и связанные с ним
компоненты позволяют смешивать светодиоды разных типов и в разных количествах.

Транзисторы Q2-Q4 отражают ток включенного диодом транзистора Q1. Обратите внимание, что напряжение на подключенной к транзистору Q1 цепочке (светодиоды D3-D5), задающей токи остальных цепочек, должно быть не меньше напряжений на последующих цепочках светодиодов. (В противном случае запаса по напряжению у цепочек с зеркальными токами может быть недостаточно для правильной работы). Это требование можно легко выполнить в первой цепочке, установив светодиоды с бóльшими прямыми напряжениями, такие как белые светодиоды с напряжениями в диапазоне приблизительно от 2.8 до 3.7 В, либо просто увеличив количество таких же светодиодов. Тогда схема сможет легко поддерживать последующие цепочки с более низкими нагрузками по напряжению. Токовые зеркала на согласованных транзисторах поддерживают постоянные и равные токи во всех светодиодах, независимо от их количества и типа. Такая конфигурация позволяет использовать один источник питания и одну точку для регулировки яркости светодиодов. Любая разница в мощности между опорной цепочкой и зеркальной цепочкой рассеивается транзистором токового зеркала этой цепочки:

где

VOUT – выходное напряжение преобразователя,
ILEDs – суммарное напряжение на светодиодах цепочки,
ILEDMAX – максимальный ток цепочки светодиодов.

Сопротивление токоизмерительного резистора равно

где ILEDMAX – сумма токов всех светодиодных цепочек.

При управлении теми же светодиодами без токового зеркала можно снизить мощность, рассеиваемую в токоизмерительном резисторе и балластных резисторах, заменив токоизмерительный резистор микромощным операционным усилителем (Рисунок 2). Эта схема повышает КПД за счет уменьшения сопротивлений резисторов и связанных с ними потерь. Усиление сигнала, снимаемого с токоизмерительного резистора, примерно в 16 раз позволяет эквивалентно уменьшить величины сопротивлений R2 и балластных резисторов. При типичном значении R2 = 15 Ом потери составят (20 мА)2 × 15 Ом = 18 мВт для каждого из трех резисторов. Если же R2 = R5 = R6 = 0.931 Ом, тогда потери мощности в резисторах упадут до 1.12 мВт. Максимальное потребление тока самим операционным усилителем составляет всего 20 мкА, что соответствует рассеиваемой мощности 100 мкВт.

Изменение схемы Рисунок 1 снижает общую рассеиваемую мощность в стандартном приложении.
Рисунок 2. Изменение схемы Рисунок 1 снижает общую рассеиваемую мощность в стандартном приложении.
  1. Datasheet Maxim MAX1698
  2. Datasheet Maxim MAX4040
  3. Datasheet Central Semiconductor CMPZ5253B
  4. Datasheet Nichia NSPW500BS
  5. Datasheet ON Semiconductor MBR0540T1G
  6. Datasheet ON Semiconductor FDN337N

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 369
сейчас смотрят 17
представлено поставщиков 1570
загружено
позиций
25 067 862