Menu English Ukrainian Rosyjski Strona główna

Bezpłatna biblioteka techniczna dla hobbystów i profesjonalistów Bezpłatna biblioteka techniczna


ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Ultra jasne chipy sterownika LED. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / oświetlenie

Komentarze do artykułu Komentarze do artykułu

Zapalenie diody LED nie jest trudne, w tym celu wystarczy podłączyć ją bezpośrednio przez rezystor ograniczający do źródła zasilania. Ale ta metoda jest wyjątkowo nieekonomiczna, ponieważ na rezystorze ograniczającym powstaje duży spadek napięcia, a zatem duże straty. Ponadto prąd płynący przez diodę LED i jasność jej blasku po włączeniu w ten sposób będą wyjątkowo niestabilne. Aby zwiększyć wydajność i stabilność diod LED, stosuje się sterowniki na specjalistycznych mikroukładach. Niektóre z nich zostaną omówione w tym artykule. Autor bada szereg układów sterowników firmy Monolithic Power Systems (MPS).

Klasyfikacja układów sterowników na podstawie przetworników DC/DC

Chipy sterownika do zasilania ultrajasnych diod LED można znaleźć w urządzeniach o różnym stopniu złożoności, od latarek LED po telefony komórkowe, aparaty cyfrowe, komputery itp. Jednym z najczęstszych zastosowań diod LED są obwody podświetlenia LED wyświetlaczy LCD. Sterowniki do urządzeń z własnym zasilaniem mają zwykle wysoką wydajność (ponad 90%). Są to konwertery DC/DC z regulowanym wzmocnieniem przełączającym lub obniżonym napięciem. Można znaleźć tak zwane sterowniki pojemnościowe z obwodem podwyższania napięcia oraz sterowniki indukcyjne. Zwykle stosują stabilizację prądu wyjściowego (czyli prądu diod LED), co zapewnia stabilną jasność diod LED. Rzadziej stosuje się w tym celu stabilizację napięcia na diodach LED.

Przetwornice pojemnościowe z obwodem podwyższania napięcia nazywane są również przetwornicami pompy ładującej. Jest to dosłowne tłumaczenie angielskiego terminu Charge Pump, który odnosi się do tych obwodów w zagranicznej literaturze technicznej i dokumentacji. Mogą pracować jako konwertery buck-boost. Niezaprzeczalnymi zaletami sterowników Charge Pump jest ich prostota i niski koszt.

Przetwornice indukcyjne architektury SEPIC (Single-ended Primary-Inductor Converter - single-terminal Primary Converter bazujący na indukcyjności) stosowane są również jako przetwornice podwyższające DC/DC w sterownikach, których zaletą jest nieco wyższy prąd wyjściowy oraz wydajność niż przetwornice z obwodem Wzmacniacze napięcia. Przetwornice podwyższające znalazły również duże zastosowanie w zastosowaniach niskonapięciowych. Mają wysoką wydajność i wysoki prąd wyjściowy przy innych średnich wskaźnikach. Cechy sterowników przetworników DC/DC podane w [1] podsumowano w tabeli 1.

Tabela 1. Cechy sterowników opartych na przetwornikach DC/DC

Typ konwertera Złożoność Kosztować Размеры Wydajność Prąd wyjściowy
Przetwornica z obwodem podwyższania napięcia (pompa ładująca) niski niski Mały Średnia Малый
Konwerter SEPIC Wysoki Wysoki Duży Powyżej średniej Powyżej średniej
Wzmacniacz Średnia Średnia średni wysoki Duży
Przetwornica Średnia Średnia średni wysoki Średnia

Przetwornice Buck w sprzęcie AGD są dość rzadko stosowane jako sterowniki LED. Dlatego przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo cechom konstrukcji obwodów sterowników pozostałych trzech typów na mikroukładach Monolithic Power Systems.

Sterowniki do zasilania ultrajasnych diod LED z obwodem podwyższania napięcia (Charge Pump) firmy MPS

Układ MP1519 to sterownik do zasilania czterech białych diod LED za pomocą obwodu podwyższającego napięcie (Charge Pump) zasilanego ze źródła 2,5...5,5 V (patrz rys. 1).

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 1. Schemat działania układu MP1519 (kliknij, aby powiększyć)

Układ jest produkowany w miniaturowej 16-pinowej obudowie QFN16 o wymiarach 3x3 mm. Przypisanie pinów tego mikroukładu pokazano w tabeli 2.

Tabela 2. Przeznaczenie wyprowadzeń układu MP1519

Nr wyjścia Oznaczenie Powołanie
1 LED4 Wyjście anody LED 4
2 NC Nie używane
3, 10 GND "Grunt"
4 C1A Na dodatnim zacisku kondensatora zwiększającego napięcie C1
5, 13 BATT Wejście napięcia zasilającego 2,5...5,5 V
6 C2A Na dodatnim zacisku kondensatora zwiększającego napięcie C2
7 C1B Na ujemnym zacisku kondensatora zwiększającego napięcie C1
8 LEDC Wyjście do katod LED (wspólne)
9 C2B Na ujemnym zacisku kondensatora zwiększającego napięcie C2
12 EN Wejście umożliwiające włączenie i regulację jasności (ściemnianie) diod LED
14 LED1 Wyjście anody LED 1
15 LED2 Wyjście anody LED 2
16 LED3 Wyjście anody LED 3

Układ scalony MP1519 zawiera czujnik napięcia akumulatora, sterownik sterujący, generator prądu, źródło napięcia odniesienia pasma wzbronionego (VR), cztery źródła prądu LED (stabilizatory) i obwód wzmacniający napięcie.

Stabilizator prądu (źródło prądu) jest połączony szeregowo z każdą diodą LED wewnątrz mikroukładu, a generator prądu kontroluje tryb wszystkich czterech źródeł prądu. Sterownik sterujący zapewnia automatyczny wybór trybu podbicia napięcia, „miękkiego” startu itp. Obwód wzmacniający napięcie przetwarza napięcie zasilania na impulsy o częstotliwości 1,3 MHz, które są prostowane i ładują kondensatory C1 i C2. W przypadku stosowania obwodu wzmacniającego do zasilania diod LED napięcie akumulatora jest dodawane do napięć na tych kondensatorach. Aby obwód podwyższający napięcie działał prawidłowo, kondensatory C1 i C2 muszą mieć tę samą pojemność. Jedną z cech mikroukładu MP1519 jest automatyczne przełączanie współczynnika podbicia napięcia: 1x, 1,5x i 2x. Zapewnia to optymalnie efektywną stabilizację prądów, a co za tym idzie jasności diod LED przy zmianie napięcia zasilania (np. w przypadku starzenia się lub wymiany akumulatora). Aby to zrobić, podczas pracy mikroukład stale monitoruje prąd diody LED i napięcie akumulatora.

Aby zapobiec przeciążeniu akumulatora, układ MP1519 wykorzystuje „miękki” rozruch i „miękkie” przełączanie trybów doładowania.

Prąd diody LED ustalany jest przez rezystor R1, którego rezystancję można obliczyć ze wzoru:

1 zł () = 31,25/IDOPROWADZIŁO(mama)

Jeżeli na pin występuje napięcie zasilania 2,5...5,5 V. 5 i 13 układu scalonego, sterownik włącza się poprzez przyłożenie wysokiego poziomu napięcia do wejścia zezwolenia EN (pin 12) tego mikroukładu. Po włączeniu kontroler mikroukładu MP1519 analizuje napięcie zasilania, prąd diod LED i włącza jeden lub inny tryb zwiększania napięcia. Sterownik wyłącza się (gaśnie diody) przy niskim poziomie na pinie. 12 z opóźnieniem 30 μs.

Wejście EN może zapewniać ściemnianie diod LED zarówno analogowo, jak i PWM. W przypadku ściemniania PWM konieczne jest opóźnienie wyłączenia mikroukładu. W tym celu na wejście zezwolenia EN doprowadzany jest zewnętrzny sygnał sterujący PWM o częstotliwości 50 Hz...50 kHz. Po zakończeniu impulsu sygnału sterującego prąd i jasność diody LED stopniowo spadają do zera w ciągu 30 μs. Im większy cykl pracy impulsów sterujących, tym niższa średnia jasność diod LED. Przy częstotliwości sygnału sterującego powyżej 50 kHz jasność jest regulowana nieskutecznie, a przy częstotliwości poniżej 50 Hz zauważalne jest miganie diod LED.

Do analogowego ściemniania na pin. 11 MP1519 stałe napięcie sterujące podawane jest przez dzielnik napięcia R2 R1 (patrz rys. 2). Zmieniając to napięcie z 0 na 3 V na wejściu dzielnika R2 R1, można zmienić prąd diody LED z 0 na 15 mA.

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 2. Obwód ściemniania stałego napięcia

Firma MPS produkuje jeszcze dwa mikroukłady podobne pod względem konstrukcji obwodów i układu pinów do MP1519 - są to MP1519L i MP3011.

Układ MP1519L jest przeznaczony do współpracy z trzema białymi diodami LED i różni się od MP1519 tym, że MP1519L ma pin. 1 nie jest używany. Produkowany jest w opakowaniach QFN16 (3x3 mm) i TQFN16 (3x3 mm). Układ MP3011 został zaprojektowany do współpracy wyłącznie z dwiema białymi diodami LED. Ten mikroukład również nie wykorzystuje pinu. 14. Ten chip jest dostępny w obudowie QFN16 (3x3 mm).

Sterowniki do zasilania ultrajasnych diod LED w oparciu o przetwornice DC/DC typu boost (Boost, Step-Up) firmy MPS

Szczegółowy opis układu MP2481 można znaleźć w [2], dlatego warto rozważyć następujące układy: MP3204, MP3205, MP1518, MP1523, MP1528, MP1521, MP1529 i MP1517.

Układ MP3204 to klasyczna przetwornica step-up DC/DC, która przy napięciu wejściowym 2,5...6 V pozwala na uzyskanie na diodach LED połączonych szeregowo napięcia stałego do 21 V. Maksymalnie pięć Do MP3204 można podłączyć diody LED, jednak dla optymalnego sterowania producent zaleca podłączenie trzech białych diod LED do wyjścia mikroukładu (patrz rys. 3).

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 3. Schemat włączenia układu MP3204

Mikroukład zawiera generator 1,3 MHz, PWM, wzmacniacz sygnału sprzężenia zwrotnego, wzmacniacz sygnału z czujnika prądu i przełącznik wyjściowy oparty na tranzystorze polowym. Produkowany jest w miniaturowej obudowie TSOT23-6. Przypisanie pinów tego mikroukładu pokazano w tabeli 3.

Tabela 3. Przeznaczenie wyprowadzeń układu MP3204

Nr wyjścia Oznaczenie Powołanie
1 SW wyjście klucz spustowy wyjście
2 GND "Grunt"
3 FB Wejście sprzężenia zwrotnego
4 EN Włącz (włącz) wprowadzanie. Poziom aktywności - wysoki
5 OV Wejście ochrony przepięciowej
6 IN Napięcie zasilania

Sterownik dla MP3204 (rys. 3) działa w następujący sposób. Mikroukład włącza się poprzez podanie wysokiego poziomu na wejście zezwolenia EN (pin 4). Kiedy przełącznik wyjściowy (piny 1 i 2) jest zamknięty, przez cewkę indukcyjną L1 przepływa rosnący prąd ze źródła zasilania, a w rdzeniu cewki wytwarza się pole magnetyczne. Po otwarciu przełącznika wyjściowego w cewce indukcyjnej pojawia się samoindukcyjny emf („+” po prawej stronie na ryc. 4 i „-” po lewej), który sumuje się z napięciem zasilania obwodu. To całkowite napięcie ładuje kondensator C1 poprzez diodę D2. Napięcie z tego kondensatora służy do zasilania diod LED połączonych szeregowo.

Kondensatory ceramiczne są zwykle używane jako kondensator filtra wejściowego C1 i kondensator akumulacyjny na wyjściu C2. Pojemność kondensatora C2 0,22 μF jest wystarczająca dla większości zastosowań, ale można ją zwiększyć do 1 μF. Cewka indukcyjna L1 powinna mieć niską rezystancję prądu stałego. W pozycji D1 zainstalowana jest dioda Schottky'ego o prądzie przewodzenia 100...200 mA. Rezystor R1, połączony szeregowo z diodami LED, pełni funkcję czujnika prądu LED. Aby ustabilizować prąd diody LED, napięcie z R1, proporcjonalne do tego prądu, jest dostarczane na wejście sprzężenia zwrotnego mikroukładu FB. Rezystancja rezystora R1 ustala prąd diody LED.

Zależność prądu diody LED od rezystancji rezystora R1 przedstawiono w tabeli 4.

Tabela 4. Zależność prądu LED od R1

Prąd LED, mA Rezystor R1, Ohm
1 104
5 20,8
10 10,4
15 6,93
20 5,2

Aby chronić zasilacz przed przeciążeniem po włączeniu, mikroukład ma wbudowany obwód miękkiego startu.

Układ zapewnia ściemnianie analogowe i PWM oraz istnieją trzy różne sposoby regulacji jasności. Do regulacji analogowej stosuje się obwód pokazany na ryc. 4.

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 4. Analogowy obwód ściemniania

Kiedy napięcie sterujące zmienia się z 2 na 0 V, prąd diody LED zmienia się z 0 na 20 mA.

Oprócz ściemniania analogowego można zastosować dwie metody ściemniania PWM.

Istota pierwszego sposobu polega na tym, że sygnał PWM o częstotliwości do 1 kHz podawany jest bezpośrednio na wejście EN (pin 4). Prąd i jasność diod LED są odwrotnie proporcjonalne do współczynnika wypełnienia impulsów sterujących PWM, to znaczy wprost proporcjonalne do czasu trwania tych impulsów.

W drugiej metodzie sygnał PWM o częstotliwości większej niż 1 kHz jest dostarczany na wejście sprzężenia zwrotnego FB (pin 3) przez filtr odsprzęgający (patrz rys. 5).

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 5. Obwód ściemniania PWM na wejściu FB

Mikroukład posiada zabezpieczenie przed przeciążeniem w przypadku spadku napięcia wejściowego (Lockout pod napięciem) z progiem działania 2,25 V i histerezą 92 mV oraz zabezpieczenie przed przeciążeniem w przypadku przekroczenia napięcia wyjściowego, na przykład w przypadku przepalenia jednej z diod LED. W tym celu napięcie wyjściowe konwertera podawane jest na wejście obwodu zabezpieczającego OV (pin 5). Zabezpieczenie to zadziała, gdy napięcie wyjściowe osiągnie wartość 28 V i wyłączy przetwornicę. Aby spróbować włączyć go ponownie, należy wyłączyć, a następnie ponownie włączyć zasilanie obwodu.

Układ MP3205 w odróżnieniu od MP3204 nie posiada zabezpieczenia napięcia wyjściowego oraz wejścia OV.Układ MP3205 wykonany jest w 5-pinowej obudowie TSOT23-5. Wwyw. 5 obudowy TSOT23-5 tego mikroukładu odpowiada umiejscowieniu i przeznaczeniu pinu. 6 układów MP3204 w obudowie TSOT23-6.

Mikroukłady MP3204 i MP3205, które są przeznaczone do sterowania maksymalnie 1518 diodami LED, są bardzo zbliżone parametrami i konstrukcją obwodów do mikroukładów MP1523 i MP6. MP1518 produkowany jest w obudowach TSOT23-6 i QFN-8. Mikroukład MP1518 w pakiecie TSOT23-6 jest całkowicie identyczny pod względem pinów z MP3204.

Mikroukład MP1523 jest produkowany tylko w pakiecie TSOT23-6 i ma wiele różnic w stosunku do MP1518.

Pinout mikroukładu MP1523 jest prawie taki sam jak MP3205, ale różni się od niego tym, że jest to pin. 5 (BIAS) MP1523 można podłączyć albo do plusa źródła zasilania (2,7...25 V) - prawie jak pin. 5 (IN) układu MP3205 lub do wyjścia obwodu (do katody D1). W tym drugim przypadku mikroukład MP1523 będzie miał obwód zabezpieczający przed przeciążeniem, gdy napięcie wyjściowe zostanie przekroczone przy progu działania 28 V. Rezystor czujnika prądu połączony szeregowo z diodami LED tego mikroukładu musi mieć rezystancję 20 omów. Układ MP1523 nie ma obwodu kontroli jasności diod LED.

Kolejny sterownik boost do zasilania 9 diod LED zaimplementowano w chipie MP1528 (pakiet QFN6 o wymiarach 3x3 mm lub MSOP8, w którym chip jest oznaczony jako MP1528DK). Przypisanie pinów MP1528 pokazano w tabeli 5.

Tabela 5. Cel pinów mikroukładu

Nr wyjścia Oznaczenie Powołanie
QFN6 MSOP8
1 2 FB Wejście sprzężenia zwrotnego
2 3 GND "Grunt"
3 4 SW wyjście klucz spustowy wyjście
4 5 BIAS Wejście napięcia zasilania (przesunięcia) do układu scalonego. W przypadku stosowania zabezpieczenia OV podłącza się je do katody D1, w przeciwnym razie podłącza się je do źródła zasilania
5 6 EN Włącz (włącz) wprowadzanie. Poziom aktywności - wysoki
6 7 BRT Wejście ściemniania analogowego i/lub PWM
- 1, 8 NC Nieużywany

Typowy obwód połączeń dla mikroukładu MP1528 różni się nieco od innych sterowników omówionych powyżej (patrz ryc. 6).

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 6. Schemat włączenia układu MP1528DQ (w pakiecie QFN6)

Aby zapewnić maksymalną jasność diod LED, na wejście BRT należy podać napięcie większe niż 1,2 V. Prąd diod LED przy maksymalnej jasności określa rezystor R1, którego rezystancję można obliczyć ze wzoru:

1 zł () = UWAT/(3 IDOPROWADZIŁO(mama))

Ściemnianie analogowe odbywa się poprzez zmianę stałego napięcia na pinie BRT z 0,27 na 1,2 V.

Aby zapewnić ściemnianie PWM, na wejście BRT podawany jest sygnał PWM o częstotliwości od 100 do 400 Hz, którego niski poziom nie powinien przekraczać 0,18 V, a wysoki poziom nie powinien być mniejszy niż 1,2 V.

Mikroukład posiada zabezpieczenie przed przekroczeniem napięcia wyjściowego o progu zadziałania 40 V, a także zabezpieczenie przed obniżeniem napięcia wejściowego (próg zadziałania 2,1...2,65 V) oraz zabezpieczenie temperaturowe z progiem 160°C.

Jednym z najpotężniejszych sterowników przetworników DC-DC firmy MPS jest mikroukład MP1529 (z rozważanych układów scalonych tylko MP1517 jest mocniejszy). Szczególnym zainteresowaniem czytelników powinien zainteresować się układ MP1529, który stosowany jest w aparatach cyfrowych, kamerach wideo i telefonach komórkowych z wbudowanym aparatem cyfrowym. Może sterować trzema obwodami (liniami) kolejno połączonych białych, bardzo jasnych diod LED.

Dwie z tych linii (LED1 i LED2) po sześć diod LED służą do podświetlania wskaźników ciekłokrystalicznych (LCD), a trzecia (LED3) z czterech diod LED służy do fotografowania z lampą błyskową i do oświetlania obiektów w ciemności (tryb podglądu).

Napięcie zasilania mikroukładu MP1529 wynosi 2,7...5,5 V, a napięcie wyjściowe 25 V. Posiada zabezpieczenie przed przekroczeniem napięcia wyjściowego z progiem zadziałania 28 V, a także zabezpieczenie przed zbyt niskim napięciem napięcia wejściowego próg zadziałania 2...2,6 V i histereza 210 mV. MP1529 posiada również zabezpieczenie temperaturowe (160°C) i jest produkowany w obudowie QFN16 o wymiarach 4x4 mm. Przyporządkowanie pinów MP1529 pokazano w tabeli 6, a typowy schemat połączeń pokazano na rys. 7.

Tabela 6. Przeznaczenie wyprowadzeń układu MP1529

Nr wyjścia Oznaczenie Powołanie
1 EN1 Włącz wejścia 1 i 2 (patrz tabela 8). Mają wewnętrzne rezystory podciągające
2 EN2
3 COMP Wyjście komparatora do kondensatora magazynującego na wejściu stopnia PWM
4 SS Do kondensatora obwodu miękkiego startu (timer PWM)
5 LED3 Wyjście na łańcuch 4 diod LED 3 (miganie)
6 GND "Grunt"
7 LED2 Wyjście na łańcuch 6 diod LED 2 (podświetlenie wyświetlacza)
8 LED1 Wyjście na łańcuch 6 diod LED 1 (podświetlenie wyświetlacza)
9 ISET1 Piny do podłączenia rezystorów ustalających prądy obwodów LED LED1/LED2/LED3 odpowiednio do 30, 150 i 150 mA
10 ISET2
11 ISET3
12 OUT Wejście obwodu zabezpieczającego przed przeciążeniem
14 SW wyjście klucz spustowy wyjście
16 IN Wejście napięcia zasilania
13,15 PGND „Ziemia” jednostki napędowej

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 7. Schemat włączenia układu MP1529

Wejścia włączające EN1 i EN2 służą do włączania różnych trybów. Jeżeli oba wejścia mają niski poziom logiczny L (0,3 V), wówczas wszystkie 16 diod LED zostanie wyłączonych. Jeśli wejście EN2 jest utrzymywane na niskim poziomie, a EN1 jest ustawione na wysoki poziom H (1,4 V), diody błyskowe LED (LED3) pozostaną wyłączone, a 12 diod LED podświetlenia (łańcuchy LED1 i LED2) będzie świecić tak jasno, jak to możliwe.

Maksymalną jasność i prąd podświetlenia diod LED ustawia się rezystancją rezystora RS1 (podłączonego do pinu 9). Jeżeli jednak na wejście EN1 zostanie podany sterujący sygnał PWM o częstotliwości 1...50 kHz, to w zależności od współczynnika wypełnienia tego sygnału zmieni się jasność podświetlanych diod LED. Jeżeli wejście EN2 Enable zostanie ustawione na niski poziom logiczny, w trybie świecenia (podgląd) dodatkowo zaświeci się obwód czterech diod LED (LED3). W tym przypadku prąd diody LED3 będzie określony przez rezystancję rezystora RS2 (pin 10). Jeżeli na wejście EN1 zostanie podany niski poziom, a na EN2 wysoki poziom, wówczas diody podświetlenia LED1 i LED2 zgasną, a diody LED3 zaświecą się możliwie najjaśniej (tryb flash). W tym trybie prąd diod LED3 ustalany jest poprzez rezystancję rezystora RS3 (pin 11).

Rezystancję rezystorów RS1, RS2 i RS3 (w kΩ) oblicza się ze wzorów:

RS1 = (950 USET)/ILED_BL

RS1 = (1100 USET)/ILED_PV

RS1 = (1000 USET)/ILED_FL

gdzie jesteśSET - wewnętrzne napięcie odniesienia 1,216 V, ILED_BL - prąd (w mA) jednego z obwodów podświetlenia LED LED1 lub LED2, ILED_PV - prąd (w mA) diod LED3 w trybie świecenia, ILED_FL- prąd (w mA) diod LED3 w trybie flash.

Informacje o trybach pracy mikroukładu MP1529, w zależności od poziomów logicznych na wejściach uprawnień EN1 i EN2, podsumowano w tabeli 7.

Tabela 7. Tryby pracy mikroukładu MP1529 w zależności od sygnałów na wejściach EN1 i EN2

Tryb wejście Ciągi LED
EN1 EN2 LED1 и DOPROWADZIŁO 2 LED3 (błysk)
Wyłączony L* L Wyłączony Wyłączony
tylne światło H* (PWM) L Włączone (tryb PWM) Wyłączony
Podświetlenie i oświetlenie H (PWM) H Włączone (tryb PWM) Prąd oświetleniowy
Lampa błyskowa L H Wyłączony Prąd błyskowy

* L - niski poziom, H - wysoki poziom

Kondensatory C1 i C2 są kondensatorami filtrów akumulacyjnych odpowiednio na wejściu i wyjściu obwodu, C3 jest kondensatorem akumulacyjnym filtra napięcia sterującego na wejściu stopnia PWM (ten PWM zapewnia stabilizację napięcia wyjściowego), C4 jest kondensatorem kondensator obwodu „miękkiego” startu (timer PWM).

Mikroukład MP1521 o napięciu zasilania 2,7 V umożliwia podłączenie do niego do 9, a przy napięciu zasilania 5 V - do 15 super jasnych diod LED. Maksymalne napięcie zasilania układu scalonego wynosi 25 V. MP1521 jest dostępny w obudowach MSOP10 (MP1521EK) i QFN16 (MP1521EQ). Przypisanie pinów tego mikroukładu pokazano w tabeli 8, a schemat połączeń do zasilania 9 diod LED pokazano na ryc. 8.

Tabela 8. Przyporządkowanie pinów mikroukładu MP1521 w obudowach MSOP10, QFN16 (3x3 mm)

Nr wyjścia Oznaczenie Powołanie
MSOP QFN
1 16 IN Wejście napięcia zasilania. Jeżeli UBATT < 3 V, to do wyjścia podłączone jest IN
2 2 EN Włącz (włącz) wprowadzanie. Poziom aktywny - wysoki (1...10 V)
3 4 REF Wyjście referencyjne 1,23 V o obciążalności 200 μA
4 5 BRT Wejście ściemniania analogowego i/lub PWM
5 7 FB3 Wejścia sprzężenia zwrotnego dla obwodów LED serii 3. Podłączając jeden lub dwa obwody LED, nieużywane wejścia należy podłączyć do dowolnego używanego
6 8 FB2
7 9 FB1
8 10 O.L.S. Ochrona wejścia przed zwiększonym napięciem wyjściowym w przypadku utraty obciążenia (otwarte wyłączenie obciążenia)
9 11, 12 GND "Grunt"
10 14 SW wyjście klucz spustowy wyjście
- 1, 3, 6, 13, 15 Nie dotyczy Nieużywany

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 8. Schemat włączenia układu MP1521 w pakiecie MSOP10

Rezystory R1, R2 i R3 (rys. 8) to diodowe czujniki prądu.

Przy ściemnianiu analogowym na wejście EN podawane jest napięcie z zakresu 0,3...1,2 V, a przy ściemnianiu PWM sygnał PWM o częstotliwości 100...400 Hz o niskim poziomie nie większym niż 0,18 V i wysoki poziom nie większy niż 1,2 V.

Konwerter Boost MP1517 i konwerter SEPIC

Producent zaleca stosowanie mikroukładu MP1517 nie tylko jako przetwornicy podwyższającej napięcie DC/DC, ale także jako przetwornicy typu SEPIC (Single-Ended Primary Inductance Converter). Napięcie zasilania tego mikroukładu mieści się w zakresie 2,6...25 V. Jest produkowany w obudowie QFN16 o wymiarach 4x4 mm. Przypisanie pinów mikroukładu MP1517 pokazano w tabeli 9, a typowy schemat połączeń pokazano na ryc. 9.

Tabela 9. Przeznaczenie wyprowadzeń układu MP1517

Nr wyjścia Oznaczenie Powołanie
1 COMP Wyjście wzmacniacza błędu obwodu stabilizacji do filtra RC
2, 6, 14 NC Nieużywany
3 BP Wewnętrzny styk przyłączeniowy kondensatora odsprzęgającego 2,4 V
4 EN Włącz (włącz) wprowadzanie. Poziom aktywny - wysoki (ponad 1,5 V)
5, 13 SGND „Ziemia” części sygnału
7 O.L.S. Ochrona wejścia przed zwiększonym napięciem wyjściowym w przypadku utraty obciążenia (otwarte wyłączenie obciążenia)
8 IN Wejście napięcia zasilającego. Jeśli tyBATT jest mały, wówczas IN jest podłączone do wyjścia
9, 10 SW wyjście klucz spustowy wyjście
11, 12 PGND „Ziemia” jednostki napędowej
15 SS Do kondensatora miękkiego startu
16 FB Wejście sprzężenia zwrotnego

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 9. Typowy schemat podłączenia mikroukładu MP1517 do zasilania 18 diod LED

Obwód ten różni się od poprzednich (patrz rys. 6 lub 8) tylko tym, że do stabilizacji prądu diody LED stosuje się czujnik prądu jednego z trzech szeregowych obwodów diod LED. Dlatego bardziej szczegółowo zajmiemy się jedynie opisem obwodu przetwornika DC/DC typu SEPIC w MP1517 (patrz rys. 10).

Układy scalone sterownika LED o wysokiej jasności
Ryż. 10. Przetwornica DC/DC typu SEPIC na chipie MP1517

Cechą szczególną przetwornicy SEPIC jest to, że napięcie na jej wyjściu może być większe lub mniejsze od napięcia wejściowego, co zapewnia obecność kondensatora odsprzęgającego C8 (patrz [3, 4]). Schemat na ryc. 10 wytwarza na wyjściu napięcie 3,3 V przy zmianie napięcia wejściowego z 3 na 4,2 V. Każdy konwerter typu SEPIC montowany jest w oparciu o przetwornik impulsowy podwyższający, co łatwo zobaczyć na powyższym schemacie. Ponadto ten konwerter podwyższający (w L1, D2) służy do zasilania samego chipa.

Zobaczmy, jak konwerter MP1517 SEPIC działa w stanie ustalonym.

W wyniku poprzednich prac, do czasu odblokowania wewnętrznego klucza MS na tranzystorze polowym, kondensator C8 zostanie naładowany („+” - po lewej stronie na ryc. 10, „-” - po prawej) . Po otwarciu tego klucza C8 zostanie rozładowany przez dławik L2, w którym zgromadzi się energia zmiennego pola magnetycznego. Ponadto cewka indukcyjna L1 będzie również akumulować energię magnetyczną, przez którą rosnący prąd ze źródła zasilania będzie przepływał przez ten sam wewnętrzny przełącznik mikroukładu. Gdy klucz zostanie zablokowany w cewce L1, powstaje pole elektromagnetyczne („+” - po prawej stronie, „-” - po lewej), które jest dodawane do napięcia źródła zasilania i ładuje C8 („+” - po lewej stronie) po lewej, „-” - po prawej) przez D1 i kondensator C2. Ponadto w L2 („+” - na górze, „-” - na dole) powstaje pole elektromagnetyczne, ładujące C2 do D1. Następnym razem, gdy odblokujesz klucz wewnętrzny mikroukładu, proces się powtórzy.

Wartość napięcia na wyjściu przetwornicy (na C2) zależy przede wszystkim od współczynnika wypełnienia kluczowych impulsów sterujących oraz od prądu obciążenia.

R1 R2 to dzielnik napięcia sprzężenia zwrotnego, który zapewnia stabilizację napięcia wyjściowego, C6 to kondensator filtrujący napięcie błędu. C5 to rezystor odsprzęgający, a C4 to kondensator miękkiego startu.

literatura

  1. Deng K. „Porównanie pojemnościowych i indukcyjnych przetworników DC-DC”. "Części elektroniczne". Nr 8. 2007.
  2. Tsvetkov D. „Nowy regulowany konwerter DC/DC do zasilania diod LED dużej mocy”. „Nowoczesna elektronika”. Nr 9. 2008.
  3. Ioffe D. „Opracowanie impulsowych przekształtników napięcia w topologii SEPIC”. „Komponenty i technologie”. nr 9. 2006.
  4. Ridley R. „Analiza konwertera SEPIC”. „Komponenty i technologie”. Nr 5. 2008.

Autor: I. Bezverkhny

Zobacz inne artykuły Sekcja oświetlenie.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Smartfony z pamięcią RAM osiągnęły 4 GB 14.01.2015

Asustek zapowiedział pierwszy na świecie smartfon 4GB RAM, Zenfone 2, oraz najcieńszy na świecie smartfon z 3-krotnym zoomem, Zenfone Zoom.

Zenfone 2 ma 5,5-calowy wyświetlacz Full HD, taki jak Apple iPhone 6 Plus, ale jest prawie o 6 mm krótszy. Szerokość smartfonów jest taka sama, ale grubość iPhone'a jest prawie o 4 mm mniejsza. Oprócz wybitnej ilości pamięci RAM, sprzęt Zenfone 2 ma jeszcze jedną cechę - 64-bitowy procesor Intel Atom Z3580 x86. Ma 4 rdzenie i działa z częstotliwością 2,3 GHz. Wszystko razem, jak zapewnia Asustek, zapewnia do 7 razy wyższą wydajność w grach (w porównaniu do pierwszego Zenfone), płynne odtwarzanie wideo i natychmiastowe przełączanie między uruchomionymi aplikacjami.

Urządzenie ma 13-megapikselowy aparat PixelMaster z przysłoną f/2.0 i jest wyposażony w Real Tone Flash dla poprawy odcieni skóry. Rozdzielczość przedniego aparatu to 5 MP.
Ilość pamięci wewnętrznej to 16, 32 lub 64 GB, w zależności od opcji. Urządzenie posiada dwa gniazda na karty SIM, obsługuje LTE, Wi-Fi 802.11ac, NFC, posiada gniazdo na karty pamięci. Pojemność baterii to 3000 mAh.

Platforma oprogramowania Zenfone 2 to Android 5.0 Lollipop z zastrzeżoną powłoką Asus ZenUI zainstalowaną na górze. Zawiera wielookienkowy program uruchamiający aplikacje, wbudowany program antywirusowy i natychmiastowe aktualizacje. Dodatkowo dostępna będzie modyfikacja Zenfone 2 z 2 GB pamięci RAM.

Zenfone Zoom to telefon z aparatem fotograficznym z matrycą 13 MP, laserowym autofokusem, obiektywem z 3-krotnym zoomem optycznym i optyczną stabilizacją. Grubość smartfona to 11,95 mm. Wyświetlacz tutaj jest taki sam, jak w Zenfone 2 - o przekątnej 5,5 cala i rozdzielczości 1920 x 1080 pikseli. Pojemność pamięci wbudowanej, w zależności od opcji, może wynosić do 128 GB. Pojemność baterii - 3000 mAh. Model obsługuje również jednoczesne korzystanie z dwóch kart SIM.

Asus Zenfone 2 z 2 GB RAM i 16 GB pamięci ma kosztować 199 USD (będzie dostępny w kolorach złotym, szarym, czerwonym i czarnym).

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Droga do zdrowego serca wiedzie przez jelita.

▪ Kompaktowy teleskop Xiaomi Star Trang Telescope

▪ Zarządzanie robotem humanoidalnym za pośrednictwem sieci 5G

▪ Panele słoneczne są cieńsze niż pajęczyny

▪ Znaleziono wyjaśnienie pochodzenia złóż diamentów

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

 

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny dla radioamatora-projektanta. Wybór artykułu

▪ Statystyka artykułu. Kołyska

▪ Z ilu części składa się samolot? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Lagochilus odurzający. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Różne cementy. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Samoczyszczący banan. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Imię i nazwisko:


Email opcjonalny):


komentarz:





Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua

www.diagram.com.ua
2000-2024