Circuitos de driver de LED de íon de lítio de alta eficiência explicados

Principais características

• Baixa tensão de entrada entre 1,5 V e 4,2 V.
• Até 16 LEDs podem ser acionados.
• Corrente constante para os LEDs, significando maior vida útil para os LEDs.
• Luz Branca Perfeita garantida dos LEDs, sem mudança na cor branca, independente da voltagem da bateria.
• Longo tempo de backup da bateria e maior vida útil da bateria.
• LEDs totalmente protegidos contra cenários de sobretensão e sobrecorrente.
• Recurso de escurecimento PWM.
• Os LEDs podem permanecer acesos até que tenha sugado a última gota de energia da bateria.

Usando IC LT1932

O IC LT1932 é um conversor DC / DC elevador de frequência fixa destinado a funcionar como uma fonte de corrente constante. O LT1932 é perfeito para configurar drivers de LED de bateria de íon-lítio, em que o brilho do LED corresponde estritamente à corrente que flui através deles e não à tensão em suas pinagens.

O dispositivo pode aceitar entrada de muitos tipos diferentes de fontes através de uma faixa de tensão de 1V a 10V.

Os designs alimentados por bateria são significativamente simplificados pela capacidade do LT1932 de regular corretamente a corrente do LED, independentemente de a tensão de entrada ser superior à tensão do LED.

A corrente do LED pode ser facilmente modificada usando uma tensão DC ou um sinal modulado por largura de pulso (PWM) após configurá-lo entre 5mA e 40mA, simplesmente ajustando um resistor externo.

Classificação máxima absoluta de LT1932 IC

• VIN = 1,5V a 10V
• SHDN, tensão de desligamento = 10V
• SW, tensão comutada = 36V
• Tensão do LED = 36V
• Tensão RSET = 1V
• Temperatura da junção = 125°C
• Faixa de temperatura operacional = -40°C a 85°C
• Faixa de temperatura de armazenamento = 65°C a 150°C
• Temperatura do chumbo (soldagem, 10 seg) = 300°C

Detalhes de pinagem

SW (Pino 1): Terminal de comutação. Isto corresponde ao coletor do interruptor de alimentação NPN interno. Para reduzir a interferência eletromagnética (EMI), é aconselhável minimizar a extensão do traço metálico conectado a este pino.

GND (Pino 2): Conexão de aterramento. Vincule diretamente este pino ao plano de aterramento local.

LED (Pino 3): Terminal de Diodo Emissor de Luz. Isto serve como coletor para o interruptor LED NPN interno. Conecte o cátodo do LED inferior a este pino.

RSET (Pino 4): Ajuste a corrente do LED introduzindo um resistor entre este pino e o terra, controlando a corrente que flui para o terminal do LED. Este pino também facilita o escurecimento do LED.

SHDN (Pino 5): Entrada de desligamento. Para acionar o LT1932, estabeleça uma conexão a este pino com tensão superior a 0,85V; para desativação, conecte-o com tensão inferior a 0,25V.

VIN (Pino 6): Conexão de alimentação de entrada. Melhore o desvio deste pino incorporando um capacitor ao terra o mais próximo possível do dispositivo.

Operação basica

O LT1932 emprega uma estratégia de controle de modo de corrente e frequência constante para manter a corrente de saída, denotada como ILED. A compreensão de sua operação é melhor facilitada consultando o seguinte diagrama de blocos da Figura 1.

No início de cada ciclo do oscilador, a trava SR é ativada, iniciando a operação do interruptor de alimentação Q1. O sinal na entrada não inversora do comparador PWM A2 é diretamente proporcional à corrente da chave.

É então combinado com um segmento da rampa do oscilador. Uma vez que este sinal atinge o limite estabelecido pela saída do amplificador de erro A1, o comparador A2 reinicia a trava e desativa a chave liga/desliga.

Desta forma, A1 estabelece o nível correto de corrente de pico para garantir a regulação da corrente do LED.

Caso a saída de A1 aumente, mais corrente é fornecida à saída; inversamente, uma diminuição na saída de A1 resulta no fornecimento de menos corrente. A1 monitora a corrente do LED através da chave Q2, comparando-a com a referência de corrente, que é estabelecida configurando o resistor RSET.

A tensão no pino RSET é mantida em 100mV e a corrente de saída, ILED, é controlada em um nível de 225 vezes o ISET.

Puxar o pino RSET acima de 100mV causará uma redução na saída de A1, levando à desativação do interruptor de alimentação Q1 e do interruptor de LED Q2.

Aplicação de driver de LED de íon de lítio

Conforme discutido anteriormente, o LT1932 é um conversor DC/DC elevador, com uma saída de frequência fixa e é projetado especificamente para produzir uma saída de corrente constante.

Como o dispositivo é capaz de regular diretamente a corrente de saída, ele se torna perfeitamente adequado para acionar diodos emissores de luz (LEDs).

O IC garante que a iluminação do LED depende da corrente constante que flui através do LED e não da tensão variável submetida em seus terminais.

O objetivo principal é criar drivers de LED de alta eficiência usando bateria de íons de lítio, garantindo uma vida útil prolongada da bateria e um longo tempo de backup.

Configurando a corrente do LED

A corrente do LED pode ser configurada usando um resistor solitário que se conecta ao pino RSET, conforme ilustrado na Figura 1 acima.

O pino RSET é controlado internamente para manter uma tensão de 100mV, definindo efetivamente a corrente que sai deste pino, denotada como ISET, como igual a 100mV dividido pelo valor do resistor (RSET).

Para manter uma regulação precisa, é aconselhável utilizar um resistor com tolerância de 1% ou melhor.

A tabela a seguir fornece exemplos de vários valores RSET típicos com tolerância de 1%.

Para diferentes requisitos de corrente de LED, você pode empregar a seguinte fórmula para determinar o valor apropriado do resistor.

RSET = 225 x (0,1V/ILED)

A maioria dos LEDs brancos normalmente opera em correntes de pico variando de 15mA a 20mA.

Em configurações de maior potência, os projetistas podem empregar dois conjuntos paralelos de LEDs para obter maior brilho, resultando em um fluxo de corrente de 30mA a 40mA (equivalente a dois conjuntos, cada um operando de 15mA a 20mA) através dos LEDs.