LED sürüşünde Constant Current için ihtiyaç

Işıklı diyotlar temel olarak mevcut kontrollü cihazlardır. onların parlaklığı doğrudan mevcut olan, tedarik gerilimine bağlı değildir.Her LED'in karakteristik bir ileri gerilime sahip olmasına rağmen (V)[FLT)[D[Dönemli) ısı geçişi ile ısıtılır (yaklaşık 2 mV/°C), sabit bir yükleyicisi ile LED amplifikatörlüğün arasında bir yükleyicisi vardır.

Bir gerilim-to-Current Converter

Bir gerilim-dönüşümlü dönüştürücü, genellikle transkondüktör olarak adlandırılır, doğrudan bir giriş gerilimine ve yükün bağımsızına karşı dirençli olan bir çıktı akımı üretir.O halde, negatif geri bildirim ile belirli bir gerilimin tutulması için, o zaman, mevcut girişlerdeki gerilimleri eşit hale getirir.Çünkü LED şu anki yol ile yerleştirilir ve öngörülebilir kalır.

Tek-Supply Topology with a Pass Transistor

En basit pratik devre bir af-amp kullanır, bir duygu direnir ve bir NPN transistör veya N-kanı MOSFET şu anki yükü işlemek için çalışır.Dörtücü giriş V) bir MOSFET (D) ile bir BJT giriş kapısına bağlanır.

Bu yapılandırma, af-referenced'ın tek retorik işlemi basitleştiren hissi tutar. geçiş transistörünün çıktı yeteneğini aşarak, transistörlerin tamamen ortadan kaldırılması veya kapı-kaynak gerilimi düşmesi otomatik olarak geri dönüş döngüsü tarafından telafi edilir, çok düşük akımlar için (20 mA’nın altında), bir demiryolu-çi-çi-çi-çi-rayış cihazı doğrudan LED'i sürebilir.

Doğru Operasyonel Amplifier'i seçin

Opamp seçmek istenen performansa ulaşmak için kritiktir. Anahtar parametreler şunları içerir:

  • [FONT=0)Input common-mode voltaj aralığı:) Kontrol gerilimi aralığını kapsamalıdır, genellikle tek kullanımlık tasarımları için zemine zemine kadar. Rail-to-rail giriş op-amps gereklidir V).
  • [FONT:0]Output hızla ve şu anda sürücü:[Dönetici:[Dönetici: 1 ) Geçiş transistör olmadan, afamp tam LED akımı tedarik etmelidir. Bu sınırlar düşük mevcut LED LED'lere kadar kullanır.
  • [FONT=0]Slew oranı ve bant genişliği:[Dönetici:) PWM dkkk için önemli olan; devre aşırı gecikme veya bozulma olmadan gerilim geçişlerine hızlı yanıt vermelidir. Birkaç V /μs ve 1-10 MHz'in bir araya gelmesi tipik bir ürün.
  • [FONT:0)Offset gerilim ve sürüklenme:[Dönetici:[Dönetici:0) Low dengeleme, statik mevcut hatayı en aza indirir ve düşük sürüklenme sıcaklığın üzerindeki doğruluk için 350 mA'da bir denge için, ±2 mV'nin altında bir denge arzu edilir.
  • [FONT:0)Supply voltaj ve quiescent akım: Kompleksi güçlü tasarımlarda kritik olan bir af-amp seçin ve LED tel gerilimi artı başı oda sunan bir tedarik aralığı.

Uygun hassas af örnekleri Texas Instruments.ETHFLT:0)OPA2348) ve Analog cihazlar )ADA4051-1[D) mevcut kaynaklarda başarı gösteren sıfır tipler içerir.

Uygulamalı Uygulamalar için Gelişmiş Topolojiler

Temel devre birçok görev için iyi çalışır, ancak daha zorlu uygulamalar yüzen yükleri, bipolar akımları destekleyen yapılandırmalardan veya gelişmiş stabiliteden yararlanır.

Improv Howland Current Pump

Mevcut pompa, mevcut I) ile sabit bir yük sağlayan klasik bir arsadır.[Dönetici:2)[Dönetici: 4 ) ve dört tane direnç ağı [FLT: 5) mevcut bir kaynak oluşturmak için arsa (Dönetici) ile tam bir transkript oluşturabilir.

Dış Transistörler ile Yüksek Güç LEDleri

Yüzlerce miliamp veya birkaç amplifikasyon gerektiren LEDler, LED kata kadar drenaja ihtiyaç duyar ve LED anoyak raylı sistemlere karşı çıkıyor.Seks, yüksek çözünürlükte bir N kanal MOSFET yer alıyor: kaynağı doğrudan yükleme sorunlarıyla bağlayabilir, ancak kapı gerilimi, af-rayış kapısına kadar uzanan bir çıkış kapısında kalır.

Bir BJT kullanarak, bir temel direnç gereklidir ve temel akım küçük bir hata getirir, çünkü mantıklı direnç düşük bir kapı eşiği (Dönetici) ve yeterli ısıtıcısı (LR > 200), hata uygun değildir, ancak hassas bir çalışma için bir Darlington çift veya bir MOSFET daha iyidir.

Kompozisyon ve Pratik Tasarım Örnek

Pratik bir gerilim-sonsuz LED sürücüsü tasarımı açık özelliklerle başlar. 350 mA'da 12 V tedarikinden yüksek seviyeli bir LED sürüşü tasarlayın, 0.1 V'den 1.0 V'a kadar (şimdiye kadar% 0'ı temsil ediyoruz).

Adım 1: Sense Diyaloğu seçin

Tam ölçekli giriş V)in,max) = 1.0 V ve mevcut 350 mA, R) × 0 0 0 (FLT:3) = 1.0 V / 0 5 A = 2.857 {{ {{ standart 1% 2.87 {{ değeri uygundur.

2. Adım: MOSFET'yi seçin

Mevcut ekstrakt 350 mA'yı aşmalıdır ve drenaj kaynağı gerilimi tedarik artı geçicileri (>12 V) Si2302 (VGS(th) < 1 V) af>

Adım 3: Op-Amp'ı seçin

Afamp tek 12 V demiryolundan işletmeli, giriş gerilimlerini 0.1 V kadar düşük olarak kabul etmeli ve 1 kHz'ye kadar birkaç volt yükselebilecek bir çıkışa sahip olmalıdır. Rail-to-rail giriş / ⁇ (RRIO) OPA191 veya TLV2371 işi gibi bir af.

Adım 4: Gerilme Oda ve Termal Bütçeyi Doğrulama

LED'in 350 mA'daki ileri gerilimin yaklaşık 3.2 V olduğunu varsayın, MOSFET'nin yüklediği gerilim V'dir) = 12 V - 3.2 V - 1.0 V (ortada R) = 7.8 V. Güç, güvenli sınırlar içinde ısıyı tutmak için gerekli.

Konaklama Stability: Compensation and Gürültü Rejeksiyon

Opamp devreleri kapasitif yükler sürüyor - MOSFET kapısı kapasitesi ve LED'in parasitik kapasitansı gibi - osilasyona eğilimlidir. Birkaç teknik istikrarlı bir operasyon sağlar:

  • [FONT:0)Gate direnici (R[DÜT:2))[DÜDÜ:0)))) MOSFET kapısının kapasitesinden gelen af-ampı izole eden küçük bir direnişçiye (DÜye)
  • [FONT:0)Feedback kapasitor (C[DÜT:1)[DÜDÜ:2)[DÜDÜDÜ: 2 ) Küçük bir kapasitör (birkaç pF 100 pF), geri bildirim yolu ile paralel olarak, doğruya karşı giriş marjı yükselten bir kutup oluşturur (lead tazminat).
  • [FONT:0) Önbellek izlerini dikkate almak:[Dönetici:[Dönetici:0)) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
  • [FONT:0)Supply decoupling: 0.1 μF seramik kapasitelii doğrudan af-amp güç pinleri ile karşı karşıya, artı 10-47 μF elektrolitik yakınlarda.

Bir stabilite kapsamlı bir tedavi için, Analog Cihazların uygulama notu olarak bakınız:0)Stable DC Current Sources[Döneticileri için tazminat tartışan ve kapasitif yükler için tazminat tartışır.

Uygulamada Termal Yönetim

LED ve sürücü bileşenleri tarafından üretilen ısı mevcut düzenlemeyi ve yaşam süresini sürdürmeyi başarmıştır. · Hassas ısı kataraktını değiştirirse, Metal film veya hassas filmdeki dirençleri azaltır (pişmanları düşük TCR (e.g.) ±50 ppm/°C), kontrol etmeden ısıtabilir.[DDDDDDDDDDD)[DDDDDD)[D)[D)[D)[D)[Düşüksüzdür.

Afamp küçük gücü dağıtıyor, ancak geçiş transistör sıcak parçalardan uzak durur, böylece ısının önemli ölçüde sürüklenmediği için yeterli PCB bakır alanı sağlar. yüksek güç dizileri için, bir fan veya ayrı ısıtılır.

Dkz Yöntemleri: Analog ve PWM

LED parlaklık, mevcut sürücü akımı (analog dkkk) veya mevcut durumu sabit bir seviyeden uzaklaştırırken, görev döngüsü (PWMk) ilerleyici olarak kontrol edilebilir.

PWM dkkk, mevcut kaynağı aktif tutmak için üniformalı renk ısısını korur veya yüksek hızlı bir şekilde sabitleyerek PWM'yi çalıştırın.If the op-amp can reply fast, use an Analog switch to modlate the LED road while keeping the current source active, or drive the MOSFET door with a high- speed compator. For old functionalityler (below a few kHz), bir mantık seviyesi MOSFET ve 5 V / μs ile bir analog geçiş.

PCB Layout Kılavuzları Güvenilir Operasyonlar için

Dikkatli PCB düzeni stabil ve doğru LED mevcut kontrolü için gereklidir:

  • Parasitik direniş ve indükleme için af-amp giriş pinlerine mümkün olduğunca yakın olan duygu dirençlerini yerleştirin.
  • Bu anlamda dirençli olan dört boyutlu Kelvin bağlantısı kullanın: doğrudan direnç gösteren pedlerden gelen koruyucu izlerinin arkasını arkaya doğru koşar, bakır direnci hataları ortadan kaldırır.
  • Yüksek akım yollara tutun (LED, MOSFET, sense dirençli) geniş ve gerilim damlalarını azaltmak için kısa.
  • Bir yıldız zeminiyle ayrı güç ve analog nedenler, dijital gürültünün geri bildirim döngüsüne karışmasını engellemek için.
  • LED'te ters bir koruma diyotunu ekleyin ve bir Zener diyotu yük kesintisi sırasında afamp girişini sönüne sokmak için düşünün.
  • Her bir akvre tedarik piminde 100 nF seramik ataletörleri ve 10 μF elektrolitik yakınlarda sağlar.

Discrete Op-Amp Sürücüleri Tümleşik LED Sürücü ICs için Karşılaştırmalı

Entegre LED sürücü ICs, mevcut düzenlemeleri, dkk, hata koruması ve genellikle DC-DC dönüşümü tek bir pakette birleştirir. rahatlıklarına rağmen, ayrı bir op-amp gerilim-to-current dönüştürücü birkaç durumda çekici kalır:

  • [FONT:0)Müşteri transfer işlevleri:[Dönetici:0) Kontrol gerilimi ve LED akımı arasındaki ilişki uygun olduğunda - örneğin, bir günlük eğri - af-amp devre kolayca uyarlanabilir.
  • [FONT:0)Ultra sağlanmış gürültü veya yüksek hassasiyet: Op-amp bazlı tasarımlar, mevcut dalgalanmaları ve daha düşük maliyetli entegre sürücülerden daha uzun vadeli stabilite elde edebilir.
  • [FONT:0)Eğitim değeri ve prototipleme esnekliği: [Dönetici parçalardan oluşan devre, geri bildirim döngüsünde hızlı bir şekilde ifade ve daha derin bir anlayışa olanak sağlar.
  • [FONT:0]Availability ve maliyet: [Dönetici: 1) Yüksek kullanılabilirlik veya miras sistemlerinde, standart bir af ve birkaç pasif, belirli bir sürücü IC bulmaktan daha kolay olabilir.

LED sürüş yöntemlerinin daha geniş bir karşılaştırması için, [[ENFLT:0)LED sürücüleri üzerinde dergi makalesi), lineer, geçiş ve hibrid yaklaşımlar hakkında genel bir bakış sunar.

Özellikler ve Robustness Gelişleri

Gerçek dünya devreleri, bağlantılarını, girişleri yük devretme ve kutupsallığı tersine çevirmek zorundadır. LED yük kaldırıldığında, mevcut kaynak, MOSFET'yi tamamen, potansiyel olarak transistör A Zener diyot (e.g., 12 V) bu tür olaylar sırasındaki mevcut sinyal gerilimine karşı korumaya çalışır.

Baskı koruması bir seri dirençle uygulanabilir ve Schottky diyots, kontrol gerilimi tedarik raylarına sıkıştırır. tersine-batterli koruma için, bir MOSFET tabanlı ideal diyot devre veya bir seri diyot (küçük bir gerilim düşüşü maliyeti) Yüksek kullanılabilirlik tasarımları için, güç girişinin karşısındaki bir TVS diyotunu içerir.

Üniforma Şimdiki Paylaşım için Çok katmanlı LED Sürücüler

Birden fazla LED dizeleri tek bir mevcut kaynaktan paralel olarak, ileri gerilimde hafif değişiklikler, eşit olmayan mevcut dağıtım ve potansiyel termal runaway'e neden olur.Her dizenin kendi özel bir amorfikasyona sahip olması gerekir, aynı kontrol gerilimine atıfta bulunabilir.Bu mimari arka ışıklandırma ve görüntü uygulamaları ile yaygındır.)

Sürücünün Test ve Geçerliliği

Dağıtımdan önce, tam kontrol gerilimi aralığında mevcut yönetmelik doğruluğunu doğrulayın. hassas bir direnici kullanın (e.g., 2.87 ULL, 0.1%) · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Operasyonel bir yükselteç etrafında inşa edilen bir gerilim-dönüşüm dönüştürücü, yükleme değişiklikleri için çok yönlü, hassas ve güvenilir bir yöntem sunar ve sürekli bir akımla LED'leri sürüş için doğrulayıcı bir şekilde çalışır.En basit zemin-referenced sense dirençli devreden nasılland mevcut pompalara, af-ampiyonel geri bildirim döngülerini birçok uygulama için geri ödeme yapan performansa ulaşabilir. Düşük güç veya yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, transistimala ve pasifize edilen bir şekilde aydınlatma sistemleri seçerek.