Регулируемый линейный светодиодный драйвер? Линейный, а не ШИМ

8

Я работаю над продуктом, который требует наличия тока на выходе, изменяющегося от 0 мА до 350 мА и максимально возможного уровня между ними (я полагаю, было бы достаточно ~ 1000). Я не могу вывести сигнал PWM на светодиод, потому что это нарушит назначение моего продукта (это важно).

Кто-нибудь знает интегральную схему, которая позволяет этот уровень контроля тока? Иначе у кого-нибудь есть представление о том, как я мог бы построить схему для этого? Я думал о источниках тока, управляемых напряжением, построенных с операционными усилителями, но у меня нет опыта работы с ними или каких-либо конкретных схем.

Это также должно быть в состоянии убежать от батарей.

Светодиод будет двигаться с очень высокой скоростью по воздуху и должен поддерживать постоянный луч света, а не мигание. вот почему я не могу использовать ШИМ.

— Питер Клайд
источник

Почему вы не можете использовать ШИМ? Даже после сглаживания с сетью RC?

— эндолит

Вы задали еще один похожий вопрос: electronics.stackexchange.com/questions/19877/… . Какой из них вы действительно хотите получить ответ?

— Майк ДеСимон,

Вероятно, не хочет иметь дело с часами ШИМ или шумом переключения.

— Майк ДеСимон

Светодиод будет двигаться с невероятно высокой скоростью по воздуху, а использование ШИМ сделает его мигающим светодиодом, а не сплошным потоком, проходящим по воздуху. Разве вы не знаете способ сгладить это? У меня нет большого опыта работы с ШИМ, чтобы понять, возможно ли это вообще.

— Питер Клайд

1

Было бы действительно очень хорошей идеей изложить ваше требование достаточно подробно, чтобы у нас была половина шанса ответить на него с первой попытки, а не делить его на 2 вопроса, если они существенно не отличаются (какими они могут быть) , Вы МОЖЕТЕ сделать ШИМ настолько быстрым, что он не будет визуально мерцать в движении. Знание, ездит ли он на бронке, поможет сверхскоростной пассажирский экспресс или пуля. / Вы МОЖЕТЕ использовать ШИМ и сглаживать его до постоянного тока, чтобы не было мерцания (визуального или другого). Никто не может различить 1000 уровней яркости на глаз. Скажите нам, почему вам нужно так много уровней, и мы поможем вам.

— Рассел МакМахон

5

Для варианта «все в одном» ADB8810 выглядит довольно близко к тому, что вы хотите. Если вы ищете «программируемый ток», например, на Analog Devices, Nat Semi, Linear Tech, TI, Maxim и т. Д., Вы, вероятно, найдете несколько таких вариантов.

Другим вариантом может быть использование ЦАП (или даже потенциометра, если не задействован uC) для управления операционным усилителем с транзистором, настроенным в качестве источника тока.

Для ~ 1000 уровней вам понадобится 10 или более битов, так что это будет довольно дешево.

Что-то вроде этой схемы может сделать:

VCCS

VCCSsim

Транзистором может быть любой NPN или MOSFET (с соответствующим Vth) или дарлингтон, способный пропускать необходимый ток (РЕДАКТИРОВАТЬ - как Ваутер упоминает, что 2N2222 не является хорошим выбором, что-то в пакете, рассчитанном на более высокую мощность, например, корпус TO-220 будет быть лучше)
Opamp должен быть рельсовым рельсовым входом / выходом, если это возможно, чтобы было легче.
Чувствительный резистор на 1 Ом может быть изменен в соответствии с требуемым током. Это было настроено на выход 1 мА на 10 мВ, поэтому 3,5 В вырабатывает 350 мА (на входе операционного усилителя фактически 1 мА на 1 мВ, делитель резистора делит вход ЦАП на 10)

— Оли Глейзер
источник

Я думаю, что 2n2222, упомянутый на диаграмме, немного мал для 0,35 A при разумном напряжении. По крайней мере, его следует охладить (Pmax = 1,2 Вт для температуры корпуса 25 ° C, что является оптимистично низким).

— Воутер ван Оойен

@Wouter - согласен, хотя номер детали не был рекомендован (см. Последний абзац ответа). 2N2222 - это только первый транзистор в списке в LTSpice и тот, который я всегда использую для быстрых примеров :-) Я попробую и не забудьте изменить номер детали на подходящую, чтобы избежать путаницы в будущем.

— Оли Глейзер

4

Вы все еще можете использовать ШИМ для регулировки уровня привода. Что вы на самом деле говорите, так это то, что вы не хотите, чтобы светодиод пульсировал. Это может быть достигнуто за счет фильтрации нижних частот на выходе ШИМ, а затем с помощью него для управления светодиодом. Есть много способов усреднить сигнал ШИМ, чтобы в конечном итоге это среднее управляло светодиодом, а не отдельными импульсами. Вот один простой способ:

Всякий раз, когда выход ШИМ высокий, Q1 падает примерно на 20 мА. Когда он низкий, он падает до 0. Средний ток на коллекторе Q1, следовательно, пропорционален рабочему циклу ШИМ. Весь этот ток должен в конечном итоге пройти через светодиод, так как конденсатор не может проводить ток в течение длительного времени. Фильтры нижних частот C1 и R2 фильтруют отдельные импульсы тока, так что ток через светодиод является средним, а не отдельными импульсами включения / выключения.

Допустим, вы используете что-то вроде PIC 24H, чтобы сделать ШИМ. Он может работать с частотой команд 40 МГц, которая также является максимальной частотой ШИМ для обычных выходов ШИМ (есть специальная высокоскоростная ШИМ-периферия, которая может работать намного выше, но здесь это не обязательно). Чтобы получить 1000 различных выходных уровней, это означает, что частота ШИМ будет 40 кГц или 25 мкс на импульс. В середине пути конденсатор разряжается со скоростью 10 мА, и это произойдет в течение 12,5 мкс. (10 мА) (12,5 мкс) / 22 мкФ = 5,7 мВ. Вот насколько напряжение на конденсаторе будет меняться от пика к пику в наихудшей рабочей точке. Это деленное на 180 Ом значение составляет 32 мкА, то есть, насколько будет изменяться ток через светодиод. Это 0,16% от полной шкалы или одна часть в 630 году, что невозможно увидеть людям.

— Олин Латроп
источник

Спасибо вам большое! это было очень полезно. Я работаю над вашим объяснением, и по какой-то причине я действительно смущен тем, как вы получили скорость разряда конденсатора 10 мА. Я знаю, что это не сложно, но не могли бы вы быстро это объяснить?

— Питер Клайд

@Peter: Контур настроен примерно на 20 мА при коэффициенте заполнения 100% ШИМ. При 50% средний ток составит 10 мА. Во время фазы ШИМ Q1 понижается на 20 мА. При половине мощности светодиод использует 10 мА, а 10 мА заряжает конденсатор. Во время фазы выключения ток светодиода поступает из колпачка, поэтому он разряжается на 10 мА. Я выполнил расчет с коэффициентом заполнения 50%, потому что это вызывает наихудшую пульсацию.

— Олин Латроп

@ Олин Какова роль резистора R1 в вышеуказанной цепи?

— м.Алин

1

@ m.Alin: R1 контролирует, насколько текущий Q1 может опуститься, когда его основание поднимается высоко. Допустим, падение BE составляет 700 мВ. Когда на базу подается 3,3 В, тогда на эмиттере будет 2,6 В, и, следовательно, через R1. 2,6 В / 130 Ом = 20 мА

— Олин Латроп

0

LM8502 - это светодиодный драйвер IC, который бы справился с этой задачей. Вы можете контролировать выходной ток среди других вещей.

http://www.national.com/pf/LM/LM8502.html#Overview

Я уверен, что есть много других аналогичных светодиодных драйверов, которые выполняют ту же задачу.

— umps
источник

Я немного запутался в этом драйвере ... Можете ли вы подтвердить, что выходной ток не использует ШИМ? Мой светодиод должен иметь постоянный линейный ток.

— Питер Клайд

0

Прецизионный линейный оптопара TIL300 имеет дополнительный фотодиод для обратной связи. Таблица данных ( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/til300.pdf ) содержит пример схемы приложения, показывающей, как с ним можно использовать операционный усилитель.

— Олли Нимитало
источник