Conduzindo um LED a partir de uma ampla tensão de entrada

Eu tenho trabalhado em uma pequena fonte de alimentação linear, capaz de saída regulada entre 2V e 30V, usando o LM338 IC. Na maioria das vezes, é uma implementação simples, retirada diretamente da folha de dados.

Quero incluir um LED de "energia" na placa indicando quando a placa está ativa. O LM338 exige que a tensão de entrada seja ~ 5V acima da tensão de saída. Isso significa que a potência de entrada pode variar dependendo do cenário de uso de aprox. 5V a 35V. Não tenho certeza de qual a melhor maneira de acionar um LED de energia na placa, dada essa ampla tensão de entrada.

Aparentemente, o regulador de 7805 5V pode tolerar entradas de até 35V, o que forneceria uma tensão 'conhecida' da qual acionar um LED. No entanto, isso parece um pouco exagerado / caro e provavelmente teria problemas de calor. Eu não acho que posso usar um resistor grande, pois em tensões mais baixas o LED não acenderia ou seria muito fraco? Eu me perguntei sobre um driver de LED atual constante, mas não consegui encontrar uma peça adequada.

Eu gostaria de receber algumas sugestões de design sobre como incluir um LED 'power on' no meu design, tendo em vista a ampla faixa de tensão de entrada. obrigado

Esclarecimento Editar: Minha placa de fonte de alimentação possui um conector de três vias e um jumper de 2 pinos para alterar o modo de operação de (A) tensão fixa ou (B) tensão ajustável. Para tensões fixas, como 3,33V, 5V, 12V, uma chave DIP de piano é usada em conjunto com vários resistores de 0,1% ou 1%. Para a operação de tensão ajustável, o jumper conecta o pino LM338 ADJ através de um potenciômetro linear de 5K.

power-supply led design

Respostas:

Suposição: O requisito é para um indicador de "energia regulada disponível", em vez de apenas uma "fonte de alimentação ligada", uma vez que este último não seria afetado pela tensão variável da fonte de alimentação, conforme mencionado.

Os LEDs são essencialmente dispositivos acionados por corrente, não por voltagem. Desde que a tensão de alimentação seja pelo menos a tensão direta nominal do LED (mais qualquer espaço livre para circuitos de regulação de corrente) e a corrente através do LED seja regulada para um valor desejado, o LED acenderá constantemente intensidade. Os LEDs indicadores típicos geralmente são projetados para corrente de 20 mA, mas funcionam excelente a 10 mA.

A maneira mais fácil de obter uma iluminação constante de um LED através de uma ampla gama de tensões de alimentação é usar um circuito acionador de corrente constante.

Isso pode ser feito usando, por exemplo, um LM317 como fonte de corrente constante :

esquemático

Como alternativa, use um dispositivo de 2 terminais de corrente constante, como o SuperTex CL220 ou CL2 , simplesmente conectado em série com o LED. Em outras palavras, é tão simples quanto usar um resistor limitador de corrente com o LED, apenas com uma dessas partes em vez do resistor.

— Anindo Ghosh
fonte

Ao usar um LM317 na configuração 'regulador de corrente' acima, o IC ficaria quente da mesma maneira que quando trabalha como regulador de tensão (ou seja, precisarei de um dissipador de calor se a entrada for de 30V)? Além disso, graças ao link para o Supertex CL2, eu não os tinha visto - na forma de pacote TO-92, seria um custo semelhante, mas menor espaço na placa do que uma solução LM317 ou 7805, o que é ótimo.

@ j-roc A dissipação de energia do LM317 seria a diferença entre os tempos de tensão e a corrente (10 mA, se você seguir minha sugestão acima). Isso significa 270 mW de calor se você presumir uma queda de 3 volts no LED, até 300 mW se você reduzir os fios do LED. Não é realmente uma grande preocupação, eu suspeito. As peças SuperTex são pequenas maravilhas - eu já experimentei algumas dessas famílias de peças e nunca mais parei de xingar elas.

— Anindo Ghosh #

Como o LM338 requer uma corrente de carga mínima de cerca de 5 ou 10mA para funcionar corretamente, por que não usá-lo no LED. A adição de um transistor PNP, como mostrado abaixo, deve estar OK:

insira a descrição da imagem aqui

Se o beta do transistor PNP for 400 ou superior (BC557C) e R1 estiver na ordem de 1k ohm, a introdução do PNP causará um pequeno erro de deslocamento na tensão de saída. Com efeito $\frac{10mA}{400} mA = 25\mu A$ modificará a corrente R1 efetiva de 1,25mA para 1,275mA, resultando em uma mudança estática na saída de tensão de 2%. Como este aplicativo é para uma fonte de alimentação variável / ajustável, não vejo isso como um problema.

— Andy aka
fonte

Esta é uma solução engenhosa, eu gosto. É mais barato do que usar outro regulador linear. No entanto, com relação ao seu comentário sobre a troca de 2% de Vout, isso não é ideal, pois estou usando o LM338 nos modos fixo e variável. Por favor, veja minha edição de esclarecimentos acima.

@ j-roc qual é o valor mais alto de R1 em seus aplicativos fixos?

— Andy aka

R1 é sempre 120R 0,1% para o meu circuito. Acho que você quer dizer R2, que é usado para ajustar a saída. No modo fixo, o valor mais alto de R2 é 750R.

@ j-roc Não, quero dizer R1 - este é o resistor que é "desviado" pela corrente de base e eu disse que daria um erro de 2% quando R1 é assumido como sendo 1k ohm. Agora que R1 é sempre 120R, o erro cairá para cerca de 0,24% e isso é muito baixo. Dado que o Vref é de 1,25 +/- 4%, certamente deve ser considerado minúsculo e eu questionaria a necessidade de 0,1% de resistores, porque não importa quão bons sejam os resistores, haverá uma variação que significa que sua tensão de saída será de até 4 % diferente dos seus cálculos.

— Andy aka

OK, parece que isso não será um problema. Obrigado pelo esclarecimento. Embora essa seja uma ótima solução, após algumas considerações, decidi usar o SuperTex CL2 IC sugerido por Anindo acima (uma pena não poder marcar as duas como respostas aceitas!).