Трехканальный драйвер белых светодиодов на основе простого DC/DC преобразователя

Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь 2012

Nora Jacalan Esteves, Technor Semiconductor LLC, США

EDN

Добавив всего несколько компонентов к понижающему DC/DC преобразователю, вы можете сделать высокоэффективный многоканальный драйвер светодиодов со стабилизацией тока. Создать одноканальный драйвер светодиодов относительно просто, но задача значительно усложняется, когда требуется управлять несколькими параллельными ветвями.

В обычном включении DC/DC преобразователь представляет собой силовой каскад, содержащий индуктивность с конденсатором и цепь обратной связи, образованную резистивным делителем напряжения, стабилизирующую выходное напряжение и, таким образом, обеспечивающую стабильный постоянный ток через делитель. Вместо верхнего резистора делителя вы можете использовать светодиод, что позволит питать его постоянным стабилизированным током. Протекающий через светодиод ток равен опорному напряжению DC/DC преобразователя, деленному на сопротивление нижнего, заземленного резистора.

Хотя этот метод отлично подходит для питания одного канала светодиодов, для управления несколькими параллельными ветвями он непригоден, поскольку из-за разброса прямых напряжений светодиодов бóльшую часть тока будет забирать единственный канал. В результате, светиться будет только одна ветвь.

Для управления несколькими параллельными каналами можно рекомендовать схему, изображенную на Рисунке 1. В этой схеме к DC/DC преобразователю добавлена простая схема токового зеркала, генерирующая постоянный ток требуемой величины в каждую цепочку светодиодов. Используется микросхема 100-мА понижающего конвертера TN1000, изготавливаемого компанией Technor Semiconductor [1].

Рисунок 1.	Токовые зеркала выравнивают токи светодиодов в каждой из ветвей многоканального драйвера.

Силовая часть понижающего преобразователя состоит из индуктивности 12 мкГн и конденсатора емкостью 22 мкФ. Светодиод D₁ первого канала питается стабилизированным током 17 мА, равным опорному напряжению микросхемы 0.8 В, деленному на сопротивление резистора R₁. Напряжение на конденсаторе C₃ будет поддерживаться постоянным, стабильным, и всегда такой величины, которая должна падать на D₁ и R₄, в то время как падение напряжения на резисторе R₁ будет составлять 0.8 В.

Эмиттерный повторитель Q₃ управляет базами Q₁ и Q₂, отражающими ток 17 мА светодиода D₁. Падения напряжения база-эмиттер у транзисторов Q₁ и Q₂ примерно равны и компенсируют падение напряжения на базо-эмиттеррном переходе Q₃, вследствие чего напряжения на R₅ и R₆ также постоянны и составляют 0.8 В, а токи через светодиоды D₂ и D₃, соответственно, равны 17 мА.

Резистор R₄ необходим для того, чтобы не допускать насыщения транзисторов Q₁ и Q₂. Его сопротивление следует выбирать таким, чтобы напряжение на C₃ примерно на 225 мВ превышало наибольшее напряжение на светодиодах.

Ссылки

1. «TN1000 100-mA Monolithic,Synchronous Step-Down DC-DCConverter», Technor Semiconductor, July 2011.