Светотехника

Нашли ошибку? Сообщите нам ... Комментировать: Микросхемы драйверов сверхъярких светодиодов Послать ссылку другу: Микросхемы драйверов сверхъярких светодиодов Распечатать: Микросхемы драйверов сверхъярких светодиодов

Микросхемы драйверов сверхъярких светодиодов



Зажечь светодиод несложно, для этого достаточно подключить его в прямом включении через ограничивающий резистор к источнику питания. Но этот способ крайне неэкономичен, так как на ограничивающем резисторе создается большое падение напряжения, а значит, и большие потери. Кроме того, ток через светодиод и яркость его свечения при подобном включении будут крайне нестабильны. Для повышения КПД и стабильности свечения светодиодов используются драйверы на специализированных микросхемах. О некоторых из них пойдет речь в настоящей статье. Автор рассматривает ряд микросхем-драйверов фирмы Monolithic Power Systems (MPS).

 

Классификация микросхем драйверов на основе DC/DC-преобразователей

Микросхемы драйверов для питания сверхъярких светодиодов можно найти в устройствах разной сложности от светодиодных фонариков до мобильных телефонов, цифровых фотоаппаратов, компьютеров и т.д. Одно из самых распространенных применений светодиодов - это схемы светодиодной подсветки ЖК дисплеев. Драйверы для устройств с автономным питанием имеют, как правило, высокий КПД (более 90%). Они представляют собой регулируемые импульсные повышающие или повышающе-понижающие DC/DC-преобразователи. Можно встретить так называемые емкостные драйверы со схемой вольтодо-бавки и индуктивные драйверы. В них обычно применяется стабилизация выходного тока (то есть тока светодиодов), что обеспечивает стабильную яркость свечения светодиодов. Реже для этого используется стабилизация напряжения на светодиодах.

Емкостные преобразователи со схемой вольтодобавки называют также преобразователями с подкачкой заряда. Это буквальный перевод английского термина Charge Pump, которым обозначают эти схемы в иностранной технической литературе и документации. Они могут работать как повышающе-понижающие преобразователи. Бесспорными достоинствами драйверов Charge Pump являются их простота и низкая себестоимость.

В качестве повышающе-понижающих DC/DC-преобразователей в драйверах также применяют индуктивные преобразователи SEPIC-архитектуры (Single-ended primary-inductor converter - одновыводной первичный преобразователь на индуктивности), преимуществами которых являются несколько большие выходной ток и КПД, чем у преобразователей со схемой вольтодобавки. Повышающие преобразователи также нашли основное применение в устройствах с низковольтным питанием. Они имеют высокий КПД и большой выходной ток при остальных средних показателях. Особенности драйверов на DC/DC-преобразователях, приведенных в [1], сведены в таблицу 1.

Таблица 1. Особенности драйверов на основе DC/DC-преобразователей

Тип преобразователя

Сложность

Стоимость

Размеры

КПД

Выходной ток

Преобразователь со схемой вольтодобавки (Charge Pump)

Низкая

Низкая

Малые

Средний

Малый

Преобразователь типа SEPIC

Высокая

Высокая

Большие

Выше среднего

Выше среднего

Повышающий преобразователь

Средняя

Средняя

Средние

Высокий

Большой

Понижающий преобразователь

Средняя

Средняя

Средние

Высокий

Средний

Понижающие преобразователи в бытовой технике применяются в качестве драйверов светодиодов довольно редко. Поэтому рассмотрим особенности схемотехники драйверов остальных трех типов на микросхемах фирмы Monolithic Power Systems подробнее.

 

Драйверы для питания сверхярких светодиодов со схемой вольтодобавки (Charge Pump) от MPS

Микросхема MP1519 представляет собой драйвер для питания четырех белых светодиодов со схемой вольтодобавки (Charge Pump) с питанием от источника 2,5...5,5 В (см. рис. 1).

Функциональная схема микросхемы MP1519

Рис. 1. Функциональная схема микросхемы MP1519

 

Микросхема изготавливается в миниатюрном 16-выводном корпусе QFN16 размером 3x3 мм. Назначение выводов этой микросхемы приведено в таблице 2.

Таблица 2. Назначение выводов микросхемы MP1519

№ вывода

Обозначение

Назначение

1

LED4

Выход на анод светодиода 4

2

NC

Не используется

3, 10

GND

"Земля"

4

C1A

На положительный вывод конденсатора вольтодобавки С1

5, 13

BATT

Вход напряжения питания 2,5...5,5 В

6

C2A

На положительный вывод конденсатора вольтодобавки С2

7

C1B

На отрицательный вывод конденсатора вольтодобавки С1

8

LEDC

Выход на катоды светодиодов (общий)

9

C2B

На отрицательный вывод конденсатора вольтодобавки С2

12

EN

Вход разрешения включения и регулировки яркости (димминга) светодиодов

14

LED1

Выход на анод светодиода 1

15

LED2

Выход на анод светодиода 2

16

LED3

Выход на анод светодиода 3

ИМС MP1519 содержит датчик напряжения батареи, контроллер управления, генератор тока, источник опорного напряжения (ИОН) запретной зоны, четыре источника тока (стабилизатора) светодиодов и схему вольтодобавки.

Последовательно с каждым светодиодом внутри микросхемы включен стабилизатор тока (Current Source - источник тока), причем генератор тока управляет режимом всех четырех источников тока. Контроллер управления обеспечивает автоматический выбор режима вольтодобавки, "мягкий" старт и т.п. Схема вольтодобавки преобразует напряжение питания в импульсы частотой 1,3 МГц, которые выпрямляются и заряжают накопительные конденсаторы С1 и С2. При использовании схемы вольтодобавки для питания светодиодов напряжение батареи суммируется с напряжениями на этих конденсаторах. Для правильной работы схемы вольтодобавки конденсаторы С1 и С2 должны иметь одинаковую емкость. Одной из особенностей микросхемы MP1519 является автоматическое переключение кратности вольтодобавки: 1x, 1,5x и 2x. Это обеспечивает оптимально-эффективную стабилизацию токов, а, значит и яркости светодиодов при изменении напряжения питания (например, при старении или замене батареи). Для этого при работе микросхема непрерывно контролирует ток светодиодов и напряжение батареи.

Чтобы предотвратить перегрузку батареи, в микросхеме MP1519 используется "мягкий" запуск и "мягкое" переключение режимов вольтодобавки.

Ток светодиодов задается резистором R1, сопротивление которого можно рассчитать по формуле:

R1(кОм) = 31,25/ILED(мА)

При наличии напряжения питания 2,5...5,5 В на выв. 5 и 13 ИМС включение драйвера обеспечивается подачей высокого уровня напряжения на вход разрешения EN (выв. 12) этой микросхемы. При включении контроллер микросхемы MP1519 анализирует величину напряжения питания, ток светодиодов и включает тот или иной режим кратности вольтодобавки. Драйвер выключается (гашение светодиодов) низким уровнем на выв. 12 с задержкой 30 мкс.

По входу EN может осуществляться как аналоговый, так и ШИМ димминг светодиодов. Именно для ШИМ димминга необходима задержка выключения микросхемы. Для этого на вход разрешения EN подается внешний управляющий ШИМ сигнал частотой 50 Гц...50 кГц. Когда импульс управляющего сигнала заканчивается, ток светодиодов и их яркость плавно уменьшаются до нуля в течение 30 мкс. Чем больше скважность импульсов управления, тем меньше средняя яркость свечения светодиодов. При частоте сигнала управления более 50 кГ ц яркость регулируется неэффективно, а при частоте ниже 50 Гц становится заметным моргание светодиодов.

Для аналогового димминга на выв. 11 MP1519 подается постоянное напряжение регулировки через делитель напряжения R2 R1 (см. рис. 2). Изменением этого напряжения от 0 до 3 В на входе делителя R2 R1 можно изменять ток светодиодов от 0 до 15 мА.

Цепь регулировки яркости постоянным напряжением

Рис. 2. Цепь регулировки яркости постоянным напряжением

 

Компания MPS выпускает еще две микросхемы близких по схемотехнике и цоколевке к MP1519 - это MP1519L и MP3011.

Микросхема MP1519L рассчитана на работу с тремя белыми светодиодами и отличается от MP1519 тем, что у MP1519L выв. 1 не используется. Она изготавливается в корпусах QFN16 (3x3 мм) и TQFN16 (3x3 мм). Микросхема MP3011 рассчитана на работу только с двумя белыми светодиодами. У этой микросхемы также не используется выв. 14. Эта микросхема выпускается в корпусе QFN16 (3x3 мм).

 

Драйверы для питания сверхъярких светодиодов на основе повышающих (Boost, Step-Up) DC/DC-преобразователей от MPS

Подробное описание микросхемы MP2481 можно найти в [2], поэтому рассмотрим следующие микросхемы: MP3204, MP3205, MP1518, MP1523, MP1528, MP1521, MP1529 и MP1517.

Микросхема MP3204 представляет собой классический повышающий DC/DC-преобразователь, который при входном напряжении 2,5...6 В позволяет получить на последовательно соединенных светодиодах постоянное напряжение до 21 В. Максимально к MP3204 можно подключить до пяти светодиодов, но для оптимального управления изготовитель рекомендует подключать к выходу микросхемы три белых светодиода (см. рис. 3).

Схема включения микросхемы MP3204

Рис. 3. Схема включения микросхемы MP3204

 

Микросхема содержит генератор 1,3 МГц, ШИМ, усилитель сигнала обратной связи, усилитель сигнала от датчика тока и выходной ключ на полевом транзисторе. Она изготавливается в миниатюрном корпусе TSOT23-6. Назначение выводов этой микросхемы приведено в таблице 3.

Таблица 3. Назначение выводов микросхемы MP3204

№ вывода

Обозначение

Назначение

1

SW

Вывод стока выходного ключа

2

GND

"Земля"

3

FB

Вход цепи обратной связи

4

EN

Вход разрешения (включения). Активный уровень - высокий

5

OV

Вход защиты по превышению выходного напряжения

6

IN

Напряжение питания

Драйвер на MP3204 (рис. 3) работает следующим образом. Микросхема включается подачей высокого уровня на вход разрешения EN (выв. 4). Когда выходной ключ (выв. 1 и 2) замкнут, через дроссель L1 идет нарастающий ток от источника питания и в сердечнике дросселя создается магнитное поле. Когда выходной ключ размыкается, в дросселе возникает ЭДС самоиндукции ("+" справа на рис. 4 и "-" слева), которая складывается с напряжением питания схемы. Этим суммарным напряжением через диод D1 заряжается накопительный конденсатор С2. Напряжение с этого конденсатора используется для питания последовательно соединенных светодиодов.

В качестве конденсатора входного фильтра С1 и накопительного конденсатора на выходе С2 обычно используются керамические конденсаторы. Емкость накопительного конденсатора С2 0,22 мкФ достаточна для большинства применений, но ее допустимо увеличить до 1 мкФ. Дроссель L1 должен иметь небольшое сопротивление постоянному току. В позиции D1 устанавливается диод Шоттки с прямым током 100...200 мА. Резистор R1, включенный последовательно со светодиодами, используется как датчик тока светодиодов. Для стабилизации тока светодиодов напряжение с R1, пропорциональное этому току, поступает на вход обратной связи FB микросхемы. Сопротивлением резистора R1 задается ток светодиодов.

Зависимость тока светодиодов от сопротивления резистора R1 приведена в таблице 4.

Таблица 4. Зависимость тока светодиодов от R1

Ток светодиодов, мА

Резистор R1, Ом

1

104

5

20,8

10

10,4

15

6,93

20

5,2

Для защиты источника питания от перегрузки при включении микросхема имеет встроенную схему "мягкого" запуска (soft start).

В микросхеме предусмотрены аналоговый и ШИМ димминг, причем, существуют три различных способа регулировки яркости. Для аналоговой регулировки используется цепь, показанная на рис. 4.

Цепь аналогового димминга

Рис. 4. Цепь аналогового димминга

 

При изменении регулирующего напряжения от 2 до 0 В ток светодиодов изменяется от 0 до 20 мА.

Кроме аналогового димминга могут использоваться два способа ШИМ димминга.

Суть первого способа заключается в том, что сигнал ШИМ с частотой до 1 кГц подается непосредственно на вход EN (выв. 4). Ток и яркость свечения светодиодов обратно пропорциональны скважности управляющих ШИМ импульсов, то есть прямо пропорциональны длительности этих импульсов.

При втором способе сигнал ШИМ частотой более 1 кГц подают на вход обратной связи FB (выв. 3) через развязывающий фильтр (см. рис. 5).

Цепь ШИМ димминга по входу FB

Рис. 5. Цепь ШИМ димминга по входу FB

 

Микросхема имеет защиту от перегрузки при уменьшении входного напряжения (Under Voltage Lockout) с порогом срабатывания 2,25 В и гистерезисом 92 мВ и защиту от перегрузки по превышению выходного напряжения, например при обрыве одного из светодиодов. Для этого выходное напряжение преобразователя подается на вход схемы защиты OV (выв. 5). Эта защита срабатывает при значении выходного напряжения 28 В и выключает преобразователь. Для повторной попытки его включения необходимо выключить, а затем опять включить питание схемы.

В микросхеме MP3205, в отличие от MP3204, отсутствует защита по выходному напряжению и вход OV Микросхема MP3205 изготавливается в 5-выводном корпусе TSOT23-5. Выв. 5 корпуса TSOT23-5 этой микросхемы по расположению и по назначению соответствует выв. 6 микросхемы MP3204 в корпусе TSOT23-6.

Очень близки по параметрам и схемотехнике к микросхемам MP3204 и MP3205 микросхемы MP1518 и MP1523, которые рассчитаны на управление до 6-ти светодиодами. MP1518 изготавливается в корпусах TSOT23-6 и QFN-8. Микросхема MP1518 в корпусе TSOT23-6 по выводам полностью совпадает с MP3204.

Микросхема MP1523 изготавливается только в корпусе TSOT23-6 и имеет ряд отличий от MP1518.

Цоколевка микросхемы MP1523 практически совпадает с MP3205, но отличается от нее тем, что выв. 5 (BIAS) MP1523 может подключаться или к плюсу источника питания (2,7...25 В) - почти как выв. 5 (IN) микросхемы MP3205, или к выходу схемы (к катоду D1). В последнем случае в микросхеме MP1523 будет работать схема защиты от перегрузки по превышению выходного напряжения с порогом срабатывания 28 В. Резистор-датчик тока, включенный последовательно со светодиодами, для этой микросхемы должен иметь сопротивление 20 Ом. Микросхема MP1523 не имеет схемы регулировки яркости светодиодов.

Еще один повышающий драйвер для питания 9-ти светодиодов выполняется на микросхеме MP1528 (корпус QFN6 размером 3x3 мм или MSOP8, в нем микросхема в маркируется как MP1528DK). Назначение выводов MP1528 приведено в таблице 5.

Таблица 5. Назначение выводов микросхемы

№ вывода

Обозначение

Назначение

QFN6

MSOP8

1

2

FB

Вход цепи обратной связи

2

3

GND

"Земля"

3

4

SW

Вывод стока выходного ключа

4

5

BIAS

Вход напряжения питания (смещения) ИМС. При использовании защиты OV он подключен к катоду D1, в другом случае подключен к источнику питания

5

6

EN

Вход разрешения (включения). Активный уровень - высокий

6

7

BRT

Вход аналогового и/или ШИМ димминга

-

1, 8

NC

Не используются

Типовая схема включения микросхемы MP1528 незначительно отличается от остальных рассмотренных выше драйверов (см. рис. 6).

Схема включения микросхемы MP1528DQ (в корпусе QFN6)

Рис. 6. Схема включения микросхемы MP1528DQ (в корпусе QFN6)

 

Для обеспечения максимальной яркости свечения светодиодов на вход BRT надо подать напряжение более 1,2 В. Ток светодиодов при максимальной яркости определяется резистором R1, сопротивление которого можно рассчитать по формуле:

R1(кОм) = UВАТТ/(3·ILED(мА))

Аналоговый димминг осуществляется изменением постоянного напряжения на выводе BRT от 0,27 до 1,2 В.

Для обеспечения ШИМ димминга на вход BRT подается ШИМ сигнал частотой от 100 до 400 Гц, низкий уровень которого не должен превышать 0,18 В, а высокий должен быть не менее 1,2 В.

Микросхема имеет защиту от превышения выходного напряжения, с порогом срабатывания 40 В, а также защиту от понижения входного напряжения (порог срабатывания 2,1...2,65 В) и температурную защиту с порогом 160°С.

Один из самых мощных драйверов на DC-DC преобразователях от фирмы MPS - это микросхема MP1529 (мощнее из рассматриваемых ИМС только MP1517). Микросхема MP1529 должна быть особенно интересна читателям, так как она применятся в цифровых фотоаппаратах, видеокамерах и мобильных телефонах со встроенной цифровой фотокамерой. Она может управлять тремя цепями (линиями) последовательно включенных белых сверхъярких светодиодов.

Две из этих линий (LED1 и LED2) из шести светодиодов каждая, используются для задней подсветки жидкокристаллических (ЖК) индикаторов, а третья (LED3) из четырех светодиодов - для фотовспышки и для освещения объектов в темное время (режим Preview).

Напряжение питания микросхемы MP1529 составляет 2,7...5,5 В, а выходное напряжение - 25 В. Она имеет защиту от превышения выходного напряжения с порогом срабатывания 28 В, а также защиту от понижения входного напряжения с порогом срабатывания 2...2,6 В и гистерезисом 210 мВ. MP1529 имеет также температурную защиту (160°С) и изготавливается в корпусе QFN16 размером 4x4 мм. Назначение выводов MP1529 приведено в таблице 6, а типовая схема включения - на рис. 7.

Таблица 6. Назначение выводов микросхемы MP1529

№ вывода

Обозначение

Назначение

1

EN1

Входы разрешения 1 и 2 (см. таблицу 8). Имеют внутренние подтягивающие резисторы

2

EN2

3

COMP

Выход компаратора на накопительный конденсатор на входе каскада ШИМ

4

SS

На конденсатор схемы "мягкого" запуска (ШИМ таймера)

5

LED3

Выход на цепь 4-х светодиодов 3 (вспышки)

6

GND

"Земля"

7

LED2

Выход на цепь 6-ти светодиодов 2 (задней подсветки дисплея)

8

LED1

Выход на цепь 6-ти светодиодов 1 (задней подсветки дисплея)

9

ISET1

Выводы подключения резисторов, задающих токи цепей светодиодов LED1/LED2/LED3 соответственно до 30, 150 и 150 мА

10

ISET2

11

ISET3

12

OUT

Вход схемы защиты от перегрузки

14

SW

Вывод стока выходного ключа

16

IN

Вход напряжения питания

13,15

PGND

"Земля" силовой части


Схема включения микросхемы MP1529

Рис. 7. Схема включения микросхемы MP1529

 

Входы разрешения EN1 и EN2 используются для включения различных режимов. Если на обоих входах низкий логический уровень L (0,3 В), то все 16 светодиодов будут погашены. Если на входе EN2 сохранить низкий уровень, а на EN1 установить высокий уровень H (1,4 В), то светодиоды вспышки (LED3) останутся выключенными, а 12 светодиодов подсветки (цепочки LED1 и LED2) будут светиться максимально ярко. Максимальная яркость и ток светодиодов подсветки задаются сопротивлением резистора RS1 (подключен к выв. 9). Если же при этом на вход EN1 подать управляющий ШИМ сигнал частотой 1...50 кГц, то в зависимости от скважности этого сигнала будет меняться яркость свечения светодиодов подсветки. Если на входе разрешения EN2 установить низкий логический уровень, дополнительно включится цепь из четырех светодиодов (LED3) в режиме освещения (preview). При этом ток светодиодов LED3 будет определяться сопротивлением резистора RS2 (выв. 10). Если на вход EN1 подать низкий уровень, а на EN2 высокий то светодиоды подсветки LED1 и LED2 погаснут, а светодиоды LED3 засветятся максимально ярко (режим вспышки). В этом режиме ток светодиодов LED3 задается сопротивлением резистора RS3 (выв. 11).

Сопротивление резисторов RS1, RS2 и RS3 (в кОм) рассчитывается по формулам:

RS1 = (950·USET)/ILED_BL

RS1 = (1100·USET)/ILED_PV

RS1 = (1000·USET)/ILED_FL

где USET - внутреннее опорное напряжение 1,216 В, ILED_BL - ток (в мА) одной из цепей светодиодов задней подсветки LED1 или LED2, ILED_PV - ток (в мА) светодиодов LED3 в режиме освещения, ILED_FL - ток (в мА) светодиодов LED3 в режиме вспышки.

Информация о режимах работы микросхемы MP1529 в зависимости от логических уровней на входах разрешения EN1 и EN2 сведена в таблицу 7.

Таблица 7. Режимы работы микросхемы MP1529 в зависимости от сигналов на входах EN1 и EN2

Режим

Вход

Цепочки светодиодов

EN1

EN2

LED1 и LED 2

LED3 (Flash)

Выключено

L*

L

Выключено

Выключено

Задняя подсветка

H* (ШИМ)

L

Включено (режим ШИМ)

Выключено

Задняя подсветка и освещение

H (ШИМ)

H

Включено (режим ШИМ)

Ток освещения

Вспышка

L

H

Выключено

Ток вспышки

* L - низкий уровень, H - высокий уровень

 

Конденсаторы С1 и С2 - это накопительные конденсаторы фильтров на входе и выходе схемы соответственно, С3 - накопительный конденсатор фильтра управляющего напряжения на входе каскада ШИМ (этот ШИМ обеспечивает стабилизацию выходного напряжения), С4 - конденсатор схемы "мягкого" запуска (ШИМ таймера).

Микросхема MP1521 при напряжении питания 2,7 В позволяет подключать к ней до 9-ти, а при напряжении питания 5 В - до 15-ти сверхъярких светодиодов. Максимальное напряжение питания ИМС равно 25 В. MP1521 выпускается в корпусах MSOP10 (MP1521EK) и QFN16 (MP1521EQ). Назначение выводов этой микросхемы приведено в таблице 8, а схема включения для питания 9-ти светодиодов - на рис. 8.

Таблица 8. Назначение выводов микросхемы MP1521 в корпусах MSOP10, QFN16 (3x3 мм)

№ вывода

Обозначение

Назначение

MSOP

QFN

1

16

IN

Вход напряжения питания. Если UBATT < 3 В, то IN подключается к выходу

2

2

EN

Вход разрешения (включения). Активный уровень - высокий (1...10 В)

3

4

REF

Вывод опорного напряжения 1,23 В с нагрузочной способностью 200 мкА

4

5

BRT

Вход аналоговой и/или ШИМ регулировки яркости

5

7

FB3

Входы обратной связи для 3-х последовательных цепей светодиодов. При подключении одной или двух цепей светодиодов неиспользуемые входы надо подключать к любому используемому

6

8

FB2

7

9

FB1

8

10

OLS

Вход защиты от повышенного выходного напряжения при обрыве нагрузки (Open Load Shutdown)

9

11, 12

GND

"Земля"

10

14

SW

Вывод стока выходного ключа

-

1, 3, 6, 13, 15

N/C

Не используются

 

Схема включения микросхемы MP1521 в корпусе MSOP10

Рис. 8. Схема включения микросхемы MP1521 в корпусе MSOP10

 

Резисторы R1, R2 и R3 (рис. 8) - датчики тока светодиодов.

При аналоговом димминге на вход EN подают напряжение в пределах 0,3...1,2 В, а при ШИМ диммминге - сигнал ШИМ частотой 100...400 Гц с низким уровнем не более 0,18 В и высоким не более 1,2 В.

 

Повышающий преобразователь и преобразователь типа SEPIC на микросхеме MP1517

Микросхему MP1517 изготовитель рекомендует использовать не только как повышающий DC/DC-преобразователь, но и как преобразователь типа SEPIC (Single-Ended Primary Inductance Converter - одновыводной первичный преобразователь на индуктивности). Напряжение питания этой микросхемы лежит в пределах 2,6...25 В. Она изготавливается в корпусе QFN16 размером 4x4 мм. Назначение выводов микросхемы MP1517 приведено в таблице 9, а типовая схема включения - на рис. 9.

Таблица 9. Назначение выводов микросхемы MP1517

№ вывода

Обозначение

Назначение

1

COMP

Выход усилителя ошибки схемы стабилизации на RC-фильтр

2, 6, 14

NC

Не используются

3

BP

Вывод подключения конденсатора развязки внутреннего источника 2,4 В

4

EN

Вход разрешения (включения). Активный уровень - высокий (более 1,5 В)

5, 13

SGND

"Земля" сигнальной части

7

OLS

Вход защиты от повышенного выходного напряжения при обрыве нагрузки (Open Load Shutdown)

8

IN

Вход напряжения питания. Если UBATT мало, то IN подключается к выходу

9, 10

SW

Вывод стока выходного ключа

11, 12

PGND

"Земля" силовой части

15

SS

На конденсатор схемы "мягкого" запуска

16

FB

Вход цепи обратной связи

 

Типовая схема включения микросхемы MP1517 для питания 18-ти светодиодов

Рис. 9. Типовая схема включения микросхемы MP1517 для питания 18-ти светодиодов

 

Эта схема отличается от предыдущих (см. рис. 6 или 8) только тем, что для стабилизации тока светодиодов используется датчик тока одной последовательной цепи светодиодов из трех. Поэтому остановимся подробнее только на описании схемы DC/DC-преобразователя типа SEPIC на MP1517 (см. рис. 10).

DC/DC-преобразователь типа SEPIC на микросхеме MP1517

Рис. 10. DC/DC-преобразователь типа SEPIC на микросхеме MP1517

 

Особенностью преобразователя SEPIC является то, что напряжение на его выходе может быть как больше, так и меньше входного, что обеспечивается наличием разделительного конденсатора С8 (см. [3, 4]). Схема на рис. 10 вырабатывает напряжение 3,3 В на выходе при изменении входного напряжения от 3 до 4,2 В. Всякий преобразователь типа SEPIC собирается на основе импульсного повышающего преобразователя, что легко заметить и на приведенной схеме. Кроме того, этот повышающий преобразователь (на L1, D2) используется для питания самой микросхемы.

Рассмотрим, как работает преобразователь SEPIC на MP1517 в устойчивом режиме.

В результате предыдущей работы к моменту отпирания внутреннего ключа МС на полевом транзисторе конденсатор С8 будет заряжен ("+" - слева на рис. 10, "-" - справа). При открывании этого ключа С8 будет разряжаться через дроссель L2, в котором будет накапливаться энергия видеизменяю-щегося магнитного поля. Кроме того, магнитную энергию будет накапливать и дроссель L1, по которому будет протекать нарастающий ток от источника питания через этот же внутренний ключ микросхемы. При запирании ключа в дросселе L1 возникает ЭДС ("+" - справа, "-" - слева), которая складывается с напряжением источника питания и заряжает С8 ("+" - слева, "-" - справа) через D1 и конденсатор С2. Помимо этого, в L2 возникает ЭДС ("+" - вверху, "-" - внизу), заряжающая С2 через D1. При следующем отпирании внутреннего ключа микросхемы процесс повторится.

Величина напряжения на выходе преобразователя (на С2) зависит в первую очередь от скважности импульсов управления ключом и от тока нагрузки.

R1 R2 - делитель напряжения обратной связи, которая обеспечивает стабилизацию выходного напряжения, С6 - конденсатор фильтра напряжения ошибки. С5 - развязывающий резистор, а С4 - конденсатор схемы "мягкого" запуска.

Литература

1. Денг К. "Сравнение емкостных и индуктивных преобразователей постоянного тока". "Электронные компоненты". №8. 2007.

2. Цветков Д. "Новый регулируемый DC/DC-преобразователь для питания мощных светодиодов". "Современная Электроника". № 9. 2008.

3. Иоффе Д. "Разработка преобразователей импульсного напряжения с топологией SEPIC". "Компоненты и технологии". №9. 2006.

4. Ридли Р. "Анализ преобразователя SEPIC". "Компоненты и технологии". №5. 2008.

Автор: Игорь Безверхний (г. Киев)

Источник: Ремонт и сервис


Дата публикации: 19.08.2016
Мнения читателей

Нет комментариев. Ваш комментарий будет первый.


Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному выше материалу:










 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor, САПР, CAD, electronics