Erklärung der hocheffizienten Li-Ion-LED-Treiberschaltungen

Haupteigenschaften

• Niedrige Eingangsspannung zwischen 1,5 V und 4,2 V.
• Es können bis zu 16 LEDs angesteuert werden.
• Konstantstrom für die LEDs, was eine längere Lebensdauer der LEDs bedeutet.
• Garantiert perfektes weißes Licht durch die LEDs, ohne Verschiebung der weißen Farbe, unabhängig von der Batteriespannung.
• Lange Batterie-Backup-Zeit und längere Batterielebensdauer.
• LEDs sind vollständig gegen Überspannungs- und Überstromszenarien geschützt.
• PWM-Dimmfunktion.
• Die LEDs können so lange leuchten, bis der letzte Tropfen Energie aus der Batterie gesaugt wurde.

Mit IC LT1932

Der IC LT1932 ist ein DC/DC-Aufwärtswandler mit fester Frequenz, der als Konstantstromquelle dienen soll. Der LT1932 eignet sich perfekt für die Konfiguration von Li-Ion-Batterie-LED-Treibern, bei denen die LED-Helligkeit ausschließlich dem durch sie fließenden Strom und nicht der Spannung an ihren Pinbelegungen entspricht.

Das Gerät kann Eingaben von vielen verschiedenen Arten von Quellen über einen Spannungsbereich von 1 V bis 10 V akzeptieren.

Batteriebetriebene Designs werden durch die Fähigkeit des LT1932, den LED-Strom korrekt zu regulieren, erheblich vereinfacht, unabhängig davon, ob die Eingangsspannung höher als die LED-Spannung ist.

Der LED-Strom kann problemlos mithilfe einer Gleichspannung oder eines pulsweitenmodulierten (PWM) Signals geändert werden, nachdem er durch einfaches Einstellen eines externen Widerstands auf 5 mA und 40 mA eingestellt wurde.

Absolute Höchstleistung des LT1932 IC

• Fahrgestellnummer = 1,5 V bis 10 V
• SHDN, Abschaltspannung = 10 V
• SW, Schaltspannung = 36V
• LED-Spannung = 36 V
• RSET-Spannung = 1 V
• Sperrschichttemperatur = 125 °C
• Betriebstemperaturbereich = -40 °C bis 85 °C
• Lagertemperaturbereich = 65 °C bis 150 °C
• Leitungstemperatur (Löten, 10 Sek.) = 300 °C

Pinbelegungsdetails

SW (Pin 1): Schalterklemme. Dies entspricht dem Kollektor des internen NPN-Leistungsschalters. Um elektromagnetische Störungen (EMI) zu reduzieren, ist es ratsam, die Ausdehnung der mit diesem Pin verbundenen Metallbahn zu minimieren.

GND (Pin 2): Erdungsanschluss. Verbinden Sie diesen Pin direkt mit der lokalen Masseebene.

LED (Pin 3): Leuchtdiodenanschluss. Dieser dient als Kollektor für den internen NPN-LED-Schalter. Verbinden Sie die Kathode der unteren LED mit diesem Pin.

RSET (Pin 4): Passen Sie den LED-Strom an, indem Sie zwischen diesem Pin und Masse einen Widerstand einbauen und so den Stromfluss in den LED-Anschluss steuern. Dieser Pin ermöglicht auch das Dimmen von LEDs.

SHDN (Pin 5): Shutdown-Eingang. Um den LT1932 zu aktivieren, stellen Sie eine Verbindung zu diesem Pin mit einer Spannung von mehr als 0,85 V her; Zum Deaktivieren schließen Sie es an eine Spannung unter 0,25 V an.

VIN (Pin 6): Eingangsstromanschluss. Verbessern Sie die Umgehung dieses Pins, indem Sie einen Kondensator so nah wie möglich am Gerät an Masse anschließen.

Grundbetrieb

Der LT1932 verwendet eine Steuerstrategie mit konstanter Frequenz und Strommodus zur Aufrechterhaltung des Ausgangsstroms, die als ILED bezeichnet wird. Das Verständnis seiner Funktionsweise wird am besten anhand des folgenden Blockdiagramms in Abbildung 1 erleichtert.

Zu Beginn jedes Oszillatorzyklus wird der SR-Latch aktiviert, wodurch der Betrieb des Leistungsschalters Q1 eingeleitet wird. Das Signal am nichtinvertierenden Eingang des PWM-Komparators A2 ist direkt proportional zum Schalterstrom.

Anschließend wird es mit einem Segment der Oszillatorrampe kombiniert. Sobald dieses Signal den durch den Ausgang des Fehlerverstärkers A1 festgelegten Schwellenwert erreicht, setzt der Komparator A2 den Latch zurück und deaktiviert den Leistungsschalter.

Auf diese Weise stellt A1 den richtigen Spitzenstrompegel her, um die Regelung des LED-Stroms sicherzustellen.

Sollte der Ausgang von A1 ansteigen, wird dem Ausgang mehr Strom zugeführt; Umgekehrt führt eine Verringerung der Leistung von A1 dazu, dass weniger Strom bereitgestellt wird. A1 überwacht den LED-Strom durch Schalter Q2 und vergleicht ihn mit der Stromreferenz, die durch die Konfiguration des Widerstands RSET festgelegt wird.

Die Spannung am RSET-Pin wird auf 100 mV gehalten und der Ausgangsstrom ILED wird auf einen Pegel des 225-fachen ISET gesteuert.

Das Ziehen des RSET-Pins über 100 mV führt zu einer Reduzierung des Ausgangs von A1, was zur Deaktivierung des Netzschalters Q1 und des LED-Schalters Q2 führt.

Li-Ion-LED-Treiberanwendung

Wie bereits erwähnt, handelt es sich beim LT1932 um einen DC/DC-Aufwärtswandler mit festem Frequenzausgang, der speziell für die Erzeugung eines Konstantstromausgangs ausgelegt ist.

Da das Gerät den Ausgangsstrom direkt regeln kann, eignet es sich hervorragend zur Ansteuerung von Leuchtdioden (LEDs).

Der IC stellt sicher, dass die LED-Beleuchtung vom konstanten Strom abhängt, der durch die LED fließt, und nicht von der variierenden Spannung an ihren Anschlüssen.

Das Hauptziel besteht darin, hocheffiziente LED-Treiber mit Li-Ion-Akkus zu entwickeln, die eine längere Akkulaufzeit und eine lange Überbrückungszeit gewährleisten.

LED-Strom einstellen

Der LED-Strom kann mithilfe eines einzelnen Widerstands konfiguriert werden, der an den RSET-Pin angeschlossen wird, wie in Abbildung 1 oben dargestellt.

Der RSET-Pin wird intern gesteuert, um eine Spannung von 100 mV aufrechtzuerhalten, wodurch der aus diesem Pin austretende Strom, der als ISET bezeichnet wird, effektiv auf 100 mV geteilt durch den Wert des Widerstands (RSET) eingestellt wird.

Um eine präzise Regelung aufrechtzuerhalten, empfiehlt es sich, einen Widerstand mit einer Toleranz von 1 % oder besser zu verwenden.

Die folgende Tabelle enthält Beispiele für mehrere typische RSET-Werte mit einer Toleranz von 1 %.

Für unterschiedliche LED-Stromanforderungen können Sie die folgende Formel verwenden, um den geeigneten Widerstandswert zu ermitteln.

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

Die meisten weißen LEDs werden typischerweise mit Spitzenströmen im Bereich von 15 mA bis 20 mA betrieben.

In Konfigurationen mit höherer Leistung können Entwickler zwei parallele LED-Sätze verwenden, um eine höhere Helligkeit zu erreichen, was zu einem Stromfluss von 30 bis 40 mA (entspricht zwei Sätzen, die jeweils mit 15 bis 20 mA betrieben werden) durch die LEDs führt.