Driver de led linear ajustável? Linear, não PWM


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Estou trabalhando em um produto que requer uma corrente de saída que varia de 0mA a 350mA e o maior número possível de níveis (~ 1000 seria suficiente, suponho). EU NÃO posso emitir um sinal PWM para o led, porque isso anularia o objetivo do meu produto (isso é importante).

Alguém conhece um circuito integrado que permita esse nível de controle de corrente? Caso contrário, alguém tem uma idéia de como eu poderia construir um circuito para fazer isso? Pensei nas fontes de corrente controladas por tensão construídas com amplificadores operacionais, mas não tenho experiência com elas nem conheço circuitos específicos.

Também deve poder ficar sem baterias.

O LED estará se movendo a uma taxa extremamente rápida no ar e precisará manter um feixe de luz sólido em vez de piscar. é por isso que não posso usar o PWM.


Por que você não pode usar o PWM? Mesmo após a suavização com uma rede RC?
endolith

Você fez outra pergunta semelhante: electronics.stackexchange.com/questions/19877/… . Qual deles você realmente quer que seja respondido?
Mike DeSimone 23/09

Provavelmente não quer lidar com o relógio do PWM ou com o ruído de comutação.
Mike DeSimone 23/09

O LED estará se movendo a taxas extremamente rápidas no ar e o uso de PWM tornaria um led piscando, em vez de um fluxo contínuo de ar. A menos que você saiba uma maneira de suavizar isso? Não tenho uma vasta experiência com o PWM para saber se é possível.
Peter Clyde

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Seria uma idéia realmente muito boa explicar detalhadamente sua exigência para que tenhamos meia chance de respondê-la na primeira tentativa e não dividi-la em duas perguntas, a menos que sejam substancialmente diferentes (que possam ser) . Você PODE tornar o PWM tão rápido que não pisca visualmente em movimento. Saber se está montando um bronco, um trem-bala ou uma bala ajudaria. / Você PODE usar o PWM e alisá-lo ao DC para que NÃO ocorra cintilação (visual ou outra). / Ninguém pode distinguir 1000 níveis de brilho a olho nu. Nos dizer por que você precisa de tantos níveis nos ajudará a ajudá-lo.
Russell McMahon

Respostas:


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Para uma opção "tudo em um", o ADB8810 parece bem próximo do tipo de coisa que você deseja. Se você procurar "corrente programável" em, por exemplo, Dispositivos Analógicos, Nat Semi, Tecnologia Linear, TI, Maxim, etc, provavelmente encontrará várias opções como esta.

Outra opção seria usar um DAC (ou mesmo um potenciômetro se nenhum uC envolvido) para controlar um opamp com o transistor configurado como fonte de corrente.

Para ~ 1000 níveis, você precisaria de 10 ou mais bits, portanto isso seria bem mais barato.

Algo como este circuito pode fazer:

VCCS

VCCSsim

O transistor pode ser qualquer NPN ou MOSFET (com Vth apropriado) ou darlington capaz de afundar a corrente necessária (EDIT - como Wouter menciona o 2N2222 não é uma boa escolha, algo em um pacote classificado para maior potência, por exemplo, um pacote TO-220 ser melhor)
Opamp deve ser ferroviário / ferroviário, se possível, para facilitar as coisas.
O resistor de detecção de 1 ohm pode ser alterado para se adequar à corrente necessária. Isso foi configurado para emitir 1mA por 10mV, então 3,5V produz 350mA (na entrada opamp, na verdade, é 1mA por 1mV, o divisor do resistor divide a entrada DAC por 10)


Penso que o 2n2222 mencionado no diagrama é um pouco pequeno para 0,35 A a uma tensão razoável. No mínimo, ele deve ser resfriado (Pmax = 1,2W para uma temperatura de 25 ° C, que é otimisticamente baixa).
Wouter van Ooijen

@ Wouter - Eu concordo, embora o número da peça não tenha sido uma recomendação (consulte o último parágrafo da resposta) O 2N2222 é apenas o primeiro transistor da lista no LTSpice e o que eu sempre uso para exemplos rápidos :-) tentarei e lembre-se de alterar o número da peça para uma peça adequada para evitar confusão no futuro.
precisa saber é o seguinte

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Você ainda pode usar o PWM para ajustar o nível da unidade. O que você realmente está dizendo é que não deseja que o LED pulsar. Isso pode ser conseguido filtrando a saída PWM com baixa passagem e usando-a para acionar o LED. Existem várias maneiras de calcular a média de um sinal PWM para, finalmente, fazer com que essa média direcione o LED em vez dos pulsos individuais. Aqui está uma maneira simples:

Sempre que a saída PWM é alta, o Q1 afunda cerca de 20 mA. Quando baixa, ela afunda 0. A corrente média no coletor de Q1 é proporcional ao ciclo de trabalho PWM. Toda essa corrente deve eventualmente passar pelo LED, pois o capacitor não pode conduzir corrente a longo prazo. Os passa-baixas C1 e R2 filtram os pulsos de corrente individuais para que a corrente através do LED seja a média, e não os pulsos de ativação / desativação individuais.

Digamos que você esteja usando algo como um PIC 24H para fazer o PWM. Ele pode ser executado na taxa de instrução de 40 MHz, que também é o relógio PWM máximo para as saídas PWM regulares (há um periférico PWM especial de alta velocidade que pode ir muito mais alto, mas isso não é necessário aqui). Para obter 1000 níveis de saída diferentes, significa que a frequência PWM será de 40 kHz ou 25 µs por pulso. No meio do caminho, o capacitor está sendo drenado a uma taxa de 10 mA, e isso acontecerá por 12,5 µs. (10mA) (12,5µs) / 22µF = 5,7mV. É assim que a tensão no capacitor varia de pico a pico no pior ponto de operação. Isso dividido por 180 Ω é 32 µA, que é quanto a corrente através do LED variará. Isso representa 0,16% da escala completa ou uma parte em 630, o que é impossível para os humanos verem.


muito obrigado! isso foi muito útil. Estou trabalhando na sua explicação e, por algum motivo, estou realmente confuso sobre como você conseguiu a taxa de dreno do capacitor de 10mA. Sei que isso não é difícil, mas você poderia explicar isso rapidamente?
Peter Clyde

@ Peter: O circuito é configurado para cerca de 20 mA a 100% do ciclo de trabalho PWM. A 50%, a corrente média será de 10 mA. Durante o PWM na fase, Q1 afunda 20 mA. Com metade da saída, o LED usa 10 mA disso e 10 mA carrega o capacitor. Durante a fase desligada, a corrente do LED sai da tampa e, portanto, é descarregada em 10 mA. Fiz o cálculo no ciclo de trabalho de 50%, porque isso causa a pior onda possível.
Olin Lathrop 23/09

@Olin Qual é o papel do resistor R1 no circuito acima?
precisa saber é o seguinte

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@ m.Alin: R1 controla quanta corrente Q1 pode afundar quando sua base é elevada. Digamos que a queda do BE seja de 700 mV. Quando 3,3 V é aplicado à base, 2,6 V estará no emissor e, portanto, atravessará R1. 2.6V / 130Ohms = 20mA
Olin Lathrop

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O LM8502 é um driver de LED IC que faria o trabalho. Você pode controlar a corrente de saída, entre outras coisas.

http://www.national.com/pf/LM/LM8502.html#Overview

Tenho certeza de que existem muitos outros drivers de LED IC semelhantes que também executam a mesma tarefa.


Estou um pouco confuso com esse driver ... Você pode confirmar que a corrente de saída não está usando PWM? Os meus led precisam ter uma corrente linear constante.
Peter Clyde

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