Многоуровневый контроллер светодиодов с нулевым током спящего режима

Texas Instruments CD4017B TL431

Журнал РАДИОЛОЦМАН, май 2017

T A Babu

EDN

Главные особенности предлагаемой схемы:

  • Программируемое включение/выключение;
  • Нулевой ток потребления в спящем режиме;
  • Два уровня ослабления яркости;
  • Защита от разряда аккумулятора;
  • Простой контроллер на основе КМОП счетчика Джонсона CD4017.

Для простоты понимания схема разделена на две части. На (Рисунке 1) показана логика управления, а на (Рисунке 2) – драйвер светодиодов.

Многоуровневый контроллер светодиодов с нулевым током спящего режима
Рисунок 1. Контроллер светодиодов.

Схема управляется кнопкой без фиксации. Пока кнопка SW1 не нажата, все устройство остается в спящем режиме, не потребляя никакого тока. Замыкание SW1 позволяет программируемому стабилитрону IC1 открыть транзистор Q2, который, в свою очередь, включает микросхему IC2 и MOSFET Q3.

Многоуровневый контроллер светодиодов с нулевым током спящего режима
Рисунок 2. Управляемый повышающий драйвер светодиодов.

В это время выход Q0 (вывод 3) устанавливает яркость светодиодов на уровне 25%, определяемом сопротивлением резистора R14 (Рисунок 2). Каждое нажатие кнопки формирует на входе 14 микросхемы IC2 тактовый импульс, инкрементирующий значение счетчика. Второе нажатие перемещает высокий уровень на выход Q1 с уровнем яркости 50%, зависящем от сопротивления резистора R15. Задавая ток, поступающий в узел обратной связи микросхемы IC3, резисторы R14 и R15 позволяют получать различные уровни диммирования. Третьим нажатием в единицу устанавливается неподключенный выход Q2, в то время как на выходах Q1 и Q2 остаются низкие уровни напряжения, и светодиоды включаются на полную яркость. После четвертого нажатия появившаяся на выходе Q3 «лог. 1» открывает транзистор Q1 и опускает уровень входного напряжения IC1, позволяя всей схеме перейти в спящий режим.

Когда напряжение аккумулятора падает приблизительно до 11.2 В, работа микросхемы IC1 прекращается. Этот порог определяется напряжением делителя R4, R5, напряжением насыщения коллектор-эмиттер открытого транзистора Q2 и прямым напряжением диода D4. (В нормальном режиме TL431 через диод D2 удерживает светодиод индикации разряда LED1 в выключенном состоянии). Для предотвращения дальнейшего разряда аккумулятора светодиод включается лишь на короткие отрезки времени, однако при нажатой кнопке SW1 он горит постоянно.

DC/DC преобразователь MC34063, используемый здесь в качестве драйвера светодиодов, дешев и легко доступен. Индуктивность L1 можно изготовить самостоятельно или приобрести у компании Würth Elektronik (номер по каталогу 744743221). Стабилитрон D10 защищает схему в случае обрыва нагрузки. При необходимости уровни яркости можно изменить подбором сопротивлений резисторов R14 и R15.

Эта конструкция может использоваться в светодиодных фонарях, лампах для местного освещения и светильниках общего назначения. Заряжать аккумулятор можно от солнечной батареи, сети переменного тока, автомобильного адаптера или других подходящих источников.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments CD4017B
  2. Datasheet ON Semiconductor MC34063A
  3. Datasheet Texas Instruments TL431
  4. Datasheet Nexperia PMV60EN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Multi-brightness LED controller draws zero off-current

JLCPCP: 2USD 2Layer 5PCBs, 5USD 4Layer 5PCBs

Купить CD4017B на РадиоЛоцман.Цены
ИС, счетчики CMOS Decade Counter
Триема
Россия
CD4017B, (HCF4017M013TR) SO16
STMicroelectronics
13,00 ₽
ЭлектроПласт- Екатеринбург
Россия
CD4017B
Texas Instruments
по запросу
ЭлектроПласт
Россия
CD4017B3A
Texas Instruments
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя