Драйвер белого светодиода работает от батареи 1.5 В

Журнал РАДИОЛОЦМАН, январь 2019

Steve Caldwell

EDN

Несмотря на широкое распространение белых светодиодов в различных системах освещения, падающее на них напряжение 3-4 В затрудняет их использование в низковольтных приложениях. Для управления белыми светодиодами выпускаются зарядовые насосы и другие микросхемы, но при низких напряжениях питания 1.5 В в приложениях с одноэлементными батареями они обычно не работают.

Низковольтная схема, способная стабилизировать выходной ток, достаточный для питания белого светодиода, показана на Рисунке 1. Микросхема повышающего преобразователя IC₁ может отдавать в нагрузку ток 62 мА при входном напряжении, начиная от 1.2 В, что позволяет использовать его с элементом питания 1.5 В. Поскольку ток светодиода незначителен до тех пор, пока напряжение на нем ниже 3 В, повышающий преобразователь легко запускается при входном напряжении всего 0.8 В.

Рисунок 1.	При питании от одной щелочной батарейки эта схема обеспечивает стабилизированный выходной ток, достаточный для питания белого светодиода.

Получая обратную связь от токоизмерительного усилителя IC₂ из верхней шины питания, схема позволяет стабилизировать ток, не ухудшая КПД преобразования. Рабочая полоса частот 1.8 МГц микросхемы усилителя IC₂ гарантирует устойчивость петли обратной связи. Микросхема IC₂ усиливает напряжение на резисторе R₁ с коэффициентом 20. Этот большой коэффициент усиления улучшает КПД схемы, позволяя использовать токоизмерительный резистор с небольшим сопротивлением. Рассчитать сопротивление R₁ для требуемого выходного тока можно по формуле:

При входном напряжении 1.5 В и выходном токе 62 мА КПД схемы на Рисунке 1 составляет примерно 80%. Стабилитрон D₁ обеспечивает защиту выхода от повышенного напряжения. Когда выходное напряжение превышает уровень, равный сумме напряжения стабилитрона (V_Z) и напряжения обратной связи 1.235 В микросхемы IC₁ (V_FB), напряжение обратной связи на выводе 3 увеличивается, и внутренний генератор IC₁ останавливается. Таким образом, в отсутствие нагрузки выходное напряжение стабилизируется на уровне V_Z + V_FB.

Материалы по теме