شرح دوائر تشغيل Li-Ion LED ذات الكفاءة العالية

الخصائص الرئيسية

• جهد دخل منخفض بين 1.5 فولت و4.2 فولت.
• يمكن قيادة ما يصل إلى 16 مصباح LED.
• تيار مستمر لمصابيح LED، مما يعني عمرًا أطول لمصابيح LED.
• ضمان الحصول على ضوء أبيض مثالي من مصابيح LED، مع عدم وجود تغيير في اللون الأبيض، بغض النظر عن جهد البطارية.
• وقت طويل للنسخ الاحتياطي للبطارية وعمر بطارية ممتد.
• مصابيح LED محمية بالكامل ضد الجهد الزائد والسيناريوهات الحالية.
• خاصية التعتيم PWM.
• قد تظل مصابيح LED مضيئة حتى تمتص آخر قطرة من الطاقة من البطارية.

باستخدام إي سي LT1932

IC LT1932 عبارة عن محول DC/DC بتردد ثابت مصمم للعمل كمصدر تيار ثابت. يعد LT1932 مثاليًا لتكوين برامج تشغيل LED لبطارية Li-Ion، حيث يتوافق سطوع LED بشكل صارم مع التيار المتدفق من خلالها وليس الجهد عبر نقاط التوصيل الخاصة بها.

يمكن للجهاز قبول الإدخال من العديد من أنواع المصادر المختلفة عبر نطاق جهد يتراوح من 1 فولت إلى 10 فولت.

تم تبسيط التصميمات التي تعمل بالبطارية بشكل كبير من خلال قدرة LT1932 على تنظيم تيار LED بشكل صحيح بغض النظر عما إذا كان جهد الإدخال أعلى من جهد LED.

يمكن تعديل تيار LED بسهولة باستخدام كل من جهد التيار المستمر أو إشارة معدلة بعرض النبض (PWM) بعد ضبطه ضمن 5 مللي أمبير و40 مللي أمبير ببساطة عن طريق ضبط المقاوم الخارجي.

الحد الأقصى المطلق لتصنيف LT1932 IC

• VIN = 1.5 فولت إلى 10 فولت
• SHDN، جهد إيقاف التشغيل = 10 فولت
• SW، جهد التحويل = 36 فولت
• جهد ال اي دي = 36 فولت
• الجهد الكهربي = 1 فولت
• درجة حرارة الوصلة = 125 درجة مئوية
• نطاق درجة حرارة التشغيل = -40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية
• نطاق درجة حرارة التخزين = 65 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية
• درجة حرارة الرصاص (لحام، 10 ثانية) = 300 درجة مئوية

تفاصيل بينوت

SW (دبوس 1): تبديل المحطة. وهذا يتوافق مع جامع مفتاح الطاقة الداخلي NPN. لتقليل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI)، يُنصح بتقليل مدى الأثر المعدني المتصل بهذا الدبوس.

GND (دبوس 2): اتصال أرضي. قم بربط هذا الدبوس مباشرة بالمستوى الأرضي المحلي.

LED (دبوس 3): طرف الصمام الثنائي الباعث للضوء. يعمل هذا كمجمع لمفتاح NPN LED الداخلي. قم بتوصيل الكاثود الخاص بمصباح LED السفلي بهذا الدبوس.

RSET (دبوس 4): اضبط تيار LED عن طريق إدخال مقاوم بين هذا الدبوس والأرض، للتحكم في تدفق التيار إلى طرف LED. يسهل هذا الدبوس أيضًا تعتيم LED.

SHDN (دبوس 5): إدخال إيقاف التشغيل. لتنشيط LT1932، قم بإنشاء اتصال بهذا الدبوس بجهد يتجاوز 0.85 فولت؛ لإلغاء التنشيط، قم بتوصيله بجهد أقل من 0.25 فولت.

VIN (دبوس 6): اتصال طاقة الإدخال. قم بتحسين تجاوز هذا الدبوس من خلال دمج مكثف على الأرض بالقرب من الجهاز قدر الإمكان.

عملية أساسية

يستخدم LT1932 ترددًا ثابتًا وإستراتيجية التحكم في الوضع الحالي للحفاظ على تيار الإخراج، والذي يُشار إليه باسم ILED. من الأفضل تسهيل فهم عملها من خلال الرجوع إلى الرسم التخطيطي التالي للشكل 1.

في بداية كل دورة للمذبذب، يتم تنشيط مزلاج SR، لبدء تشغيل مفتاح الطاقة Q1. تتناسب الإشارة عند الإدخال غير المقلوب لمقارن PWM A2 بشكل مباشر مع تيار المفتاح.

ومن ثم يتم دمجها مع جزء من منحدر المذبذب. بمجرد أن تصل هذه الإشارة إلى العتبة التي حددها خرج مضخم الخطأ A1، تقوم المقارنة A2 بإعادة ضبط المزلاج وإلغاء تنشيط مفتاح الطاقة.

بهذه الطريقة، يحدد A1 مستوى الذروة الحالي الصحيح لضمان تنظيم تيار LED.

في حالة ارتفاع خرج A1، يتم توفير تيار أكثر للخرج؛ وعلى العكس من ذلك، فإن انخفاض خرج A1 يؤدي إلى توفير تيار أقل. يراقب A1 تيار LED من خلال المفتاح Q2، ويقارنه بالمرجع الحالي، والذي يتم إنشاؤه عن طريق تكوين المقاوم RSET.

يتم الحفاظ على الجهد عند طرف RSET عند 100 مللي فولت، ويتم التحكم في تيار الخرج، ILED، عند مستوى 225 مرة من ISET.

سيؤدي سحب طرف RSET فوق 100 مللي فولت إلى انخفاض في خرج A1، مما يؤدي إلى إلغاء تنشيط مفتاح الطاقة Q1 ومفتاح LED Q2.

تطبيق تشغيل Li-Ion LED

كما تمت مناقشته سابقًا، فإن LT1932 عبارة عن محول DC/DC متدرج، مع خرج تردد ثابت، وهو مصمم خصيصًا لإنتاج خرج تيار ثابت.

نظرًا لأن الجهاز قادر على تنظيم تيار الإخراج بشكل مباشر، فإنه يصبح مناسبًا تمامًا لقيادة الثنائيات الباعثة للضوء (LEDs).

تتأكد الدائرة المتكاملة من أن إضاءة LED تعتمد على التيار المستمر المتدفق عبر LED وليس الجهد المتغير الذي يتم إرساله عبر أطرافها.

الهدف الرئيسي هو إنشاء برامج تشغيل LED عالية الكفاءة باستخدام بطارية Li-Ion، مما يضمن عمرًا أطول للبطارية ووقتًا احتياطيًا طويلًا.

إعداد تيار LED

يمكن تكوين تيار LED باستخدام مقاومة فردية تتصل بمنفذ RSET، كما هو موضح في الشكل 1 أعلاه.

يتم التحكم في طرف RSET داخليًا للحفاظ على جهد 100 مللي فولت، مما يؤدي بشكل فعال إلى ضبط التيار الخارج من هذا الطرف، والمشار إليه بـ ISET، ليكون مساويًا لـ 100 مللي فولت مقسومًا على قيمة المقاوم (RSET).

للحفاظ على تنظيم دقيق، يُنصح باستخدام مقاوم بتسامح قدره 1% أو أفضل.

يقدم الجدول التالي أمثلة على العديد من قيم RSET النموذجية مع نسبة تسامح تبلغ 1%.

بالنسبة لمتطلبات تيار LED المختلفة، يمكنك استخدام الصيغة التالية لتحديد قيمة المقاوم المناسبة.

RSET = 225 × (0.1 فولت/ILED)

عادةً ما يتم تشغيل غالبية مصابيح LED البيضاء بتيارات ذروة تتراوح من 15 مللي أمبير إلى 20 مللي أمبير.

في التكوينات عالية الطاقة، قد يستخدم المصممون مجموعتين متوازيتين من مصابيح LED لتحقيق سطوع متزايد، مما يؤدي إلى تدفق تيار من 30 مللي أمبير إلى 40 مللي أمبير (أي ما يعادل مجموعتين، تعمل كل منهما عند 15 مللي أمبير إلى 20 مللي أمبير) من خلال مصابيح LED.