Микромодуль LTM8040 содержит все компоненты, необходимые для драйвера цепочки светодиодов

Design Note 445

Введение

Перейдя в ценовую категорию дешевых светодиодных индикаторов, мощные светодиоды вновь оказались в центре внимания мира освещения. Теперь светодиодные источники света используются повсеместно – от автомобильных фар до питаемых от USB гелевых светильников. Автомобильные фары являются примером устройства, вобравшего в себя все преимущества светодиодов – стабильное качество светоотдачи, надежность стали и высокую эффективность, в то время как гелевые светильники представляют собой образцы изделий, в которых работают только светодиоды. Несмотря на все эти очевидные преимущества, необходимость стабилизации напряжения и тока делает схемы драйверов светодиодов более сложными по сравнению с почтенными лампами накаливания, однако с появлением некоторых новых устройств такое положение меняется. Например, в одном корпусе модуля драйвера светодиодов LTM8040 интегрированы все элементы и узлы, позволяющие разработчикам переориентировать свои время и силы с рутинной электроники на критические для рыночного успеха продукта светотехнические аспекты конструкции.

Высококачественный драйвер светодиодов

LTM8040 – это законченный повышающий импульсный DC/DC преобразователь, способный питать цепочку светодиодов током до 1 А. Диапазон входных напряжений от 4 В до 36 В позволяет использовать модуль с различными первичными источниками, включая двухэлементные батареи литий-ионных аккумуляторов, выпрямленное напряжение переменного тока 12 В и промышленные шины питания 24 В. LTM8040 предоставляет возможность реализовать как аналоговое, так и ШИМ управление яркостью, обеспечивая диапазон диммирования 250:1. Встроенный 14-вольтовый ограничитель напряжения защищает модуль от повреждений в случае обрыва цепочки светодиодов. Рабочая частота LTM8040 по умолчанию равна 500 кГц, однако с помощью внешнего резистора, включаемого между выводом RT и землей, ее можно повышать до 2 МГц.

Простота использования

Высокий уровень интеграции LTM8040 позволяет разработать драйвер светодиодов с минимальным количеством внешних компонентов при очень простой топологии печатной платы. Как показано на Рисунке 1, все, что необходимо для питания цепочки светодиодов током 1 А – это собственно модуль LTM8040 и входной развязывающий конденсатор. Несмотря на обилие выполняемых функций, LTM8040 занимает объем всего 15 × 9 × 4.32 мм.

Рисунок 1.	Управлять цепочкой светодиодов с помощью модуля LTM8040 совсем просто – достаточно добавить входной конденсатор и подключить светодиоды.

Богатый набор функций

Рисунок 2.	Меняя напряжение на выводе ADJ от 0 до 1.25 В, можно управлять амплитудой тока светодиодов.

Для точного управления уровнем тока через светодиоды LTM8040 имеет вывод ADJ. При регулировке напряжения на выводе ADJ в полном диапазоне от 0 В до 1.25 В ток светодиодов линейно меняется от 0 В до максимального значения 1 А. На Рисунке 2 показана логометрическая зависимость выходного тока светодиодов от напряжения ADJ. Вывод ADJ имеет внутренний резистор 5.11 кОм, подтягивающий его к интегрированному опорному источнику 1.25 В, поэтому управлять током светодиодов, как это видно из Рисунка 3, можно с помощью единственного резистора, включенного между выводом ADJ и землей.

Рисунок 3.	Управление током светодиодов с помощью одного резистора, включенного между выводом ADJ и землей.

Рисунок 4.	При подключении внешнего MOSFET LTM8040 может осуществлять ШИМ регулирование яркости свечения светодиодов.

Вывод ШИМ управления позволяет регулировать яркость в широких пределах. С внешним MOSFET, включенным последовательно с цепочкой светодиодов, как это показано на Рисунке 4, LTM8040 может обеспечить глубину регулирования более 250:1. Как видно из Рисунка 5, искажения ШИМ тока светодиодов невелики, даже на столь низких частотах, как 10 Гц. 10 Гц здесь выбраны лишь для иллюстрации возможностей LTM8040 – для практической широтно-импульсной модуляции эта частота слишком низка, далеко выходя за диапазон дискриминации человеческого глаза.

Рисунок 5.	LTM8040 может с минимальными искажениями выполнять ШИМ регулирование тока светодиодов вплоть до частоты 10 Гц.

Рисунок 6.	В корпусе LGA модуля LTM8040 с размерами всего 9 × 15 × 4.32 мм реализована законченная система управления цепочкой светодиодов.

Заключение

Микромодуль драйвера LTM8040 упрощает управление светодиодами. Высокий уровень интеграции и богатый набор выполняемых функций, включая защиту от обрыва светодиода и два режима управления яркостью, значительно сокращают время проектирования и требуемую площадь печатной платы.

Материалы по теме

1. Datasheet Linear Technology LTM8040