Explicación de los circuitos de controlador LED de iones de litio de alta eficiencia

Principales características

• Bajo voltaje de entrada entre 1,5 V y 4,2 V.
• Se pueden controlar hasta 16 LED.
• Corriente constante para los LED, lo que significa una vida útil más larga para los LED.
• Luz blanca perfecta garantizada procedente de los LED, sin cambio del color blanco, independientemente del voltaje de la batería.
• Largo tiempo de respaldo de la batería y mayor duración de la batería.
• LED totalmente protegidos contra escenarios de sobretensión y sobrecorriente.
• Función de atenuación PWM.
• Los LED pueden permanecer iluminados hasta que haya absorbido la última gota de energía de la batería.

Usando IC LT1932

El IC LT1932 es un convertidor CC/CC elevador de frecuencia fija destinado a funcionar como una fuente de corriente constante. El LT1932 es perfecto para configurar controladores LED de batería de iones de litio, donde el brillo del LED corresponde estrictamente a la corriente que fluye a través de ellos y no al voltaje a través de sus pines.

El dispositivo puede aceptar entradas de muchos tipos diferentes de fuentes a través de un rango de voltaje de 1 V a 10 V.

Los diseños que funcionan con baterías se simplifican significativamente gracias a la capacidad del LT1932 de regular correctamente la corriente del LED independientemente de si el voltaje de entrada es mayor que el voltaje del LED.

La corriente del LED podría modificarse fácilmente utilizando un voltaje de CC o una señal modulada por ancho de pulso (PWM) después de configurarla entre 5 mA y 40 mA simplemente ajustando una resistencia externa.

Calificación máxima absoluta de LT1932 IC

• Número de bastidor = 1,5 V a 10 V
• SHDN, voltaje de apagado = 10 V
• SW, voltaje conmutado = 36 V
• Voltaje del LED = 36 V
• Voltaje RSET = 1V
• Temperatura de unión = 125°C
• Rango de temperatura de funcionamiento = -40 °C a 85 °C
• Rango de temperatura de almacenamiento = 65 °C a 150 °C
• Temperatura del cable (soldadura, 10 segundos) = 300 °C

Detalles de configuración de pines

SW (Pin 1): Terminal del interruptor. Corresponde al colector del interruptor de alimentación interno NPN. Para reducir la interferencia electromagnética (EMI), es recomendable minimizar la extensión del rastro metálico conectado a este pin.

GND (Pin 2): Conexión a tierra. Conecte directamente este pin al plano de tierra local.

LED (Pin 3): Terminal de diodo emisor de luz. Sirve como colector para el interruptor LED NPN interno. Conecte el cátodo del LED inferior a este pin.

RSET (Pin 4): Ajuste la corriente del LED introduciendo una resistencia entre este pin y tierra, controlando la corriente que fluye hacia el terminal del LED. Este pin también facilita la atenuación del LED.

SHDN (Pin 5): Entrada de apagado. Para activar el LT1932, establezca una conexión a este pin con un voltaje superior a 0,85 V; para su desactivación conectarlo con una tensión inferior a 0,25V.

VIN (Pin 6): Conexión de alimentación de entrada. Mejore la derivación de este pin incorporando un condensador a tierra lo más cerca posible del dispositivo.

Operación básica

El LT1932 emplea una estrategia de control de modo de corriente y frecuencia constante para mantener la corriente de salida, denominada ILED. La mejor manera de comprender su funcionamiento es consultar el siguiente diagrama de bloques de la Figura 1.

Al inicio de cada ciclo del oscilador, el pestillo SR se activa, iniciando la operación del interruptor de encendido Q1. La señal en la entrada no inversora del comparador PWM A2 es directamente proporcional a la corriente del interruptor.

Luego se combina con un segmento de la rampa del oscilador. Una vez que esta señal alcanza el umbral establecido por la salida del amplificador de error A1, el comparador A2 restablece el pestillo y desactiva el interruptor de encendido.

De esta manera, A1 establece el nivel de corriente máxima correcto para garantizar la regulación de la corriente del LED.

Si la salida de A1 aumenta, se suministra más corriente a la salida; por el contrario, una disminución en la salida de A1 da como resultado que se proporcione menos corriente. A1 monitorea la corriente del LED a través del interruptor Q2, comparándola con la referencia de corriente, que se establece configurando la resistencia RSET.

El voltaje en el pin RSET se mantiene en 100 mV y la corriente de salida, ILED, se controla a un nivel de 225 veces ISET.

Tirar del pin RSET por encima de 100 mV provocará una reducción en la salida de A1, lo que provocará la desactivación del interruptor de encendido Q1 y del interruptor LED Q2.

Aplicación del controlador LED de iones de litio

Como se mencionó anteriormente, el LT1932 es un convertidor CC/CC elevador, con una salida de frecuencia fija, y está diseñado específicamente para producir una salida de corriente constante.

Dado que el dispositivo es capaz de regular directamente la corriente de salida, resulta perfectamente adecuado para controlar diodos emisores de luz (LED).

El IC se asegura de que la iluminación del LED dependa de la corriente constante que fluye a través del LED y no del voltaje variable sometido a través de sus terminales.

El objetivo principal es crear controladores LED de alta eficiencia utilizando baterías de iones de litio, garantizando una mayor duración de la batería y un mayor tiempo de respaldo.

Configurar la corriente del LED

La corriente del LED se puede configurar usando una resistencia solitaria que se conecta al pin RSET, como se ilustra en la Figura 1 anterior.

El pin RSET está controlado internamente para mantener un voltaje de 100 mV, configurando efectivamente la corriente que sale de este pin, denominada ISET, para que sea igual a 100 mV dividido por el valor de la resistencia (RSET).

Para mantener una regulación precisa, es recomendable utilizar una resistencia con una tolerancia del 1% o mejor.

La siguiente tabla proporciona ejemplos de varios valores RSET típicos con una tolerancia del 1%.

Para diferentes requisitos de corriente de LED, puede emplear la siguiente fórmula para determinar el valor de resistencia apropiado.

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

La mayoría de los LED blancos suelen funcionar con corrientes máximas que oscilan entre 15 mA y 20 mA.

En configuraciones de mayor potencia, los diseñadores pueden emplear dos conjuntos paralelos de LED para lograr un mayor brillo, lo que da como resultado un flujo de corriente de 30 mA a 40 mA (equivalente a dos conjuntos, cada uno de los cuales funciona entre 15 mA y 20 mA) a través de los LED.