Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

27-11-2018

Защита цепочек мощных светодиодов от перегрузки по току

Texas Instruments » LM317

Журнал РАДИОЛОЦМАН, август 2018

Luca Bruno

EDN

Распространенным методом управления несколькими мощными светодиодами является использование двух параллельных цепочек. Эта недорогая и менее критичная к подбору компонентов схема драйвера способна обеспечивать более низкие напряжения. Однако драйвер должен быть в состоянии отдавать вдвое больший ток и нуждается в схеме, которая могла бы разделить его пополам, независимо от значений прямых напряжений светодиодов. Разброс прямых напряжений составляет 20%, и эти напряжения меняются с температурой, а также по мере старения светодиодов.

С этой задачей хорошо справляется токовое зеркало. Но если светодиод выходит из строя, это может привести к разрушительной перегрузке по току. Однако токовое зеркало может обеспечить частичную защиту двух параллельных цепочек, состоящих из любого количества мощных 350-миллиамперных светодиодов (Рисунок 1).

Использование токового зеркала может надежно защитить от разрушительной токовой перегрузки две параллельные цепочки, состоящие из любого количества мощных 350-миллиамперных светодиодов.
Рисунок 1. Использование токового зеркала может надежно защитить от разрушительной
токовой перегрузки две параллельные цепочки, состоящие из любого количества
мощных 350-миллиамперных светодиодов.

Благодаря равенству напряжений 0.5 В, падающих на эмиттерных резисторах R1 и R2 с сопротивлениями 1.5 Ом и допусками 1%, схема способна поддерживать баланс токов двух цепочек с ошибкой порядка 2%. Падение напряжения на резисторе R3 компенсирует несоответствие прямых напряжений светодиодов и удерживает рабочую точку транзисторов Q1 и Q2 в линейной области. Падение напряжения зависит от количества светодиодов в двух цепочках.

Если светодиод в Цепочке 2 выходит из строя, базовый ток транзисторов Q1 и Q2 прерывается, и они закрываются. Таким образом, все светодиоды Цепочки 1 автоматически будут защищены от перегрузки по току. Но при обрыве в Цепочке 1 схема эту функцию не выполняет, поскольку весь ток драйвера 700 мА пойдет в Цепочку 2, и ее необходимо как-то защитить. Добавив всего три компонента, эту проблему можно решить (Рисунок 2).

Использование токового зеркала может надежно защитить от разрушительной токовой перегрузки две параллельные цепочки, состоящие из любого количества мощных 350-миллиамперных светодиодов.
Рисунок 2. При обрыве светодиода в Цепочке 1 весь ток драйвера 700 мА
пойдет через Цепочку 2, что требует какой-то формы ее защиты.
Эту проблему можно решить добавлением всего трех компонентов.

В нормальном режиме транзистор Q3 работает в линейной области при напряжении коллектор-эмиттер 0.7 В, поскольку оба диода D1 и D2 смещены в прямом направлении. Мощность, рассеиваемая Q3, составляет всего порядка 0.5 Вт, поэтому в теплоотводе он не нуждается. Ток драйвера 700 мА, проходя через коллектор транзистора Q3, делится пополам между цепочками через диод D2, в соответствии со свойством токового зеркала. При обрыве светодиода в Цепочке 1 диод D2 блокирует базовый ток Q3, выключая транзистор. Ток драйвера проходить через Цепочку 2 больше не может, и светодиоды оказываются защищены.

Для компенсации прямого падения напряжения 0.7 В на диоде D2 необходимо слегка увеличить сопротивлением резистора R3. Токовое зеркало можно адаптировать для управления светодиодами любых типов, следя лишь за тем, чтобы не превысить максимально допустимые значения токов транзисторов, которые в данной схеме равны 1.5 А. Проверить работу этой схемы можно с любым источником постоянного тока 700 мА, или даже с помощью включенного источником тока стабилизатора напряжения, такого, например, как LM317, выпускаемый Texas Instruments. Схема была успешно испытана с регулятором LM317, работавшим как источник тока 700 мА с пятью светодиодами на строку.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Protect power-LED strings from overcurrent

Цена LM317LM317 на РадиоЛоцман.Цены — от 8,15 до 105 руб.
Исполнение: SOT223. V REG, LINEAR, 37V, SMD; Voltage Regulator Type:Adjustable Positive; Voltage, Input Max:40V; Voltage, Output Max:37V; Current, Output Max:1.5A; Outputs,...
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ТриомON SemiconductorLM317LZG8 руб.
AliExpressSN74AHCT245PWR HCT245 LM317EMP SM16127S GBU406 IRM-3638T ACT30B MAX811REUS + T ITR20001/T LM1117MPX-3.3 LM1117-3.3 AP3845CM-E110 руб.
ИнтерияLM317LZ-TR10 руб.
КимSTMicroelectronicsLM317T-DG27 руб.
КремнийLM317MDTRKGпо запросу
Все 18 предложений от 13 поставщиков »
Срезы ↓
антенны Maxtena для приложений GPS (L1, L2), ГЛОНАСС и IRIDIUM
Инновационные антенны Maxtena для приложений GPS (L1, L2), ГЛОНАСС и IRIDIUM
Спиральные и микрополосковые антенны
Лазерный дальномер Leica Disto D1
Дальномер Leica Disto D1
Дальность измерения: 0.2 - 40 м
Цена: от 4 999 руб.
Доставка: Россия
Источник питания Актаком APS-1303
Источник питания Актаком APS-1303
2 LED дисплея, 0…30 В, 0…3 А
Цена: от 9 700 руб.
Доставка: Россия и страны СНГ
Рейтинг@Mail.ru