Микропроцессоры и микроконтроллеры

 
 
 
«Отладка кода вдвое сложнее, чем его написание. Так что если вы пишете код настолько умно, насколько можете, то вы по определению недостаточно сообразительны, чтобы его отлаживать.»
Brian W. Kernighan.
Русский | Українська


Микропроцессоры и микроконтроллеры :: Статьи :: Неизолированный обратноходовой драйвер светодиода: схема применения.Часть вторая

Неизолированный обратноходовой драйвер светодиода: схема применения.Часть вторая

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Наиболее важным параметром для нас является ток, который протекает через светодиод. Све-тодиоды высокой яркости (High-brightness LED) способны потреблять ток порядка нескольких сотен миллиампер. Для того, чтобы обеспечить продолжительный срок службы светодиода, значение тока необходимо поддерживать постоянным — то есть в качестве источника питания должен выступать драйвер тока. Существует несколько решений этой проблемы. Одним из наиболее простых и дешевых является использование специализированной микросхемы ШИМ-контролле-ра с токовым выходом — например, МАХ16802. Использование данной микросхемы обеспечивает следующие преимущества:

• Высокая степень интеграции — потребуется использовать минимальное количество внешних компонентов;

• Высокая рабочая частота — 262 кГц;

• Корпус цМАХ чрезвычайно малого размера с 8 выводами;

• Низкое значение тока в цепи измерения помогает снизить энергопотребление;

• Стабильная частота тактового генератора уменьшает колебания тока, протекающего через светодиод;

• Для ограничения нарастания напряжения на выходах питания светодиода при размыкании цепи может использоваться интегрированный усилитель напряжения обратной связи (On-board voltage feedback amplifier).

Давайте зададим следующие параметры:

ILED = 350 мА VLED = 3,ЗВ Vin min = 10,8 В Vin max = 24В

Этап №1: определяем приблизительное относительное время включения (ON duty cycle), которое необходимо при минимальном входном напряжении:

d = Чер + х lLED + VD °N Ynmin + 4ed + Rb x \'led + v

Здесь Rb — балластный резистор, который выполняет функции резистора R11 на приведенной выше схеме, и сопротивление которого составляет в нашем приложении 1 Ом. Напряжение VD — это падение напряжения в прямом направлении на диоде D1.

Подставляя известные значения, получаем:

d0N = 0,291

Этап №2: вычисляем приблизительное значение пикового тока для индуктивности:

I _ к, х 2 х lLED

Р 1-d0N

Здесь kf представляет собой «fudge factor» (поправочный коэффициент), в данном примере его значение принимается равным 1.1.

Подставляя в эту формулу известные нам значения, мы получаем:

1Р = 1,058А

Этап №3: вычисляем приблизительное значение индуктивности и выбираем наиболее близкое стандартное значение:

L _ ^0n Х YnMIN

f х |р

в данной формуле L соответствует значению индуктивности для LI, a f — это рабочая частота переключения, равная 262 кГц.

Подставляя численные значения, получаем величину индуктивности:

L = 10,566цН

Данной величине наиболее соответствует стандартная величина, равная 10 мкГн.

Этап №4: значение мощности, которое передается к выходу схе-

мы в обратноходовом процессе, вычисляется по следующей формуле:

р

1 in

х L х 1Р х f

Потребление энергии выходной схемой выражается таким образом:

Роит - 4ed х \'led + VD х \'led + х \'led

Закон сохранения энергии требует, чтобы два этих значения были равны, и затем мы решаем полученное уравнение для более точного определения пикового значения тока, который протекает через индуктивность:

\'р =

2 х lLED х (Rb xI led + 4ed + vd)

L x f

Здесь L представляет стандартное значение индуктивности, которое мы определили на этапе №3.

Подставляя найденные ранее значения, мы получаем:

1Р = 1.037А

Этап №5: вычисляем значения резисторов, которые используются в схеме измерения тока — это включенные параллельно сопротивления R9 и R10, а также используемые (при необходимости) в качестве делителя при измерении напряжения резисторы R6hR7.

Для МАХ16802 предельное значение напряжения при измерении тока составляет 291 мВ. Значения сопротивлений R9, RIO, R6 и R7 выбираются таким образом, чтобы обеспечить пиковое значение для тока, текущего через индуктив-

ность, которое мы ранее получили на этапе №4.

После проведения вычислений мы показали эти значения на схеме — мы исходили из того, что нужно получить ток 350 мА при напряжении 12 В. Из-за влияния паразитных явлений для того, чтобы получить требуемую величину тока, может понадобиться провести точную настройку сопротивления R7.