Фотоэлектрический выключатель гасит неиспользуемые светодиоды

Журнал РАДИОЛОЦМАН, сентябрь 2017

Lance McBride

EDN

Во многих приложениях желательно отключать светодиоды, используемые для индикации статуса системы. Существуют различные способы реализации этой функции, включая использование механических выключателей, MOSFET, работающих в обогащенном и обедненном режимах, и полевых транзисторов с p-n переходом. Схема на Рисунке 1 автоматически выключает светодиоды, когда крышка механического корпуса закрывает плату схемы, не допуская напрасного расхода энергии, если светодиоды случайно были оставлены включенными. Основная коммутирующая часть схемы образована микросхемой, состоящей из фотогальванического элемента (фотодиода) и усилителя, и маломощных n-канальных MOSFET. Усиленный сигнал фотодиода управляет затворами MOSFET, включая их при наличии достаточного количества света. Поскольку фотодиод сам вырабатывает энергию из окружающего света, в конфигурации с единичным усилением микросхема потребляет лишь микроватты.

Рисунок 1.	Эта схема в темноте выключает ненужные светодиоды.

Первоначально я рассматривал вариант с использованием цепочки фотодиодов для прямого управления затвором MOSFET. Но потом удалось найти интегральную схему OPT101, объединяющую фотодиод и трансимпедансный усилитель, способную обеспечить надежную работу в различных условиях освещения. Если подобрать соответствующий коэффициент усиления, схема сможет работать как при ярком, так и при слабом освещении. Для каждого диапазона я использовал отдельный MOSFET. В конструкциях с несколькими напряжениями источников питания эта мера предосторожности очень важна. К примеру, если для управления светодиодами вы используете только один MOSFET, в схеме, питающейся напряжениями 3.3 В и 12 В, при выключении транзистора обратное напряжение на светодиоде 3.3 В будет равно 8.7 В. Это значение превосходит абсолютный максимум, допустимый для многих светодиодов. Если вам нужно управлять светодиодом статуса с помощью микроконтроллера или иного устройства с логическими уровнями сигналов, добавьте еще один MOSFET между светодиодом и схемой светового выключателя. Такая конфигурация позволяет световому выключателю выполнять основную управляющую функцию, а логическое устройство при этом используется для вторичного управления включением/выключением.

Материалы по теме