Adjustable driver yang dipimpin linier? Linear, bukan PWM

8

Saya sedang mengerjakan produk yang membutuhkan arus keluaran yang mengarah dari 0mA ke 350mA dan sebanyak mungkin level di antaranya (~ 1000 sudah cukup saya kira). Saya tidak bisa mengeluarkan sinyal PWM ke led karena itu akan mengalahkan tujuan produk saya (ini penting).

Adakah yang tahu sirkuit terintegrasi yang memungkinkan tingkat kendali arus ini? Kalau tidak, adakah yang tahu bagaimana saya bisa membangun sirkuit untuk melakukan ini? Saya telah memikirkan Sumber Arus Terkendali Tegangan yang dibangun dengan op amp, tetapi saya tidak memiliki pengalaman dengan hal ini atau mengetahui sirkuit tertentu.

Itu juga harus bisa kehabisan baterai.

LED akan bergerak pada kecepatan yang sangat cepat di udara dan harus mempertahankan sinar cahaya yang solid daripada kedipan. itu sebabnya saya tidak bisa menggunakan PWM.

led operational-amplifier driver constant-current Peter Clyde
sumber
Mengapa Anda tidak bisa menggunakan PWM? Bahkan setelah dihaluskan dengan jaringan RC?
endolith
Anda mengajukan pertanyaan serupa lainnya: electronics.stackexchange.com/questions/19877/… . Yang mana Anda benar-benar ingin dijawab?
Mike DeSimone
Mungkin tidak ingin berurusan dengan clock PWM atau switching noise.
Mike DeSimone
LED akan bergerak dengan kecepatan yang sangat cepat di udara dan menggunakan PWM akan membuatnya menjadi led berkedip daripada aliran padat yang mengalir di udara. Kecuali Anda tahu cara untuk menghaluskan ini? Saya tidak punya pengalaman luas dengan PWM untuk mengetahui apakah itu mungkin.
Peter Clyde
1
Ini akan menjadi ide yang sangat sangat bagus untuk menjabarkan kebutuhan Anda dalam detail yang cukup bagi kami untuk memiliki setengah kesempatan menjawabnya pada upaya pertama, dan tidak membaginya dalam 2 pertanyaan kecuali mereka secara substansial berbeda (yang mungkin berbeda) . Anda BISA membuat PWM begitu cepat sehingga tidak akan berkedip secara visual saat bergerak. Mengetahui apakah itu mengendarai bronco, kereta peluru atau peluru akan membantu. / Anda BISA menggunakan PWM dan melicinkannya ke DC sehingga TIDAK ADA flicker (visual atau lainnya). / Tidak ada yang bisa membedakan 1000 tingkat kecerahan dengan mata. Memberitahu kami mengapa Anda membutuhkan begitu banyak level akan membantu kami membantu Anda.
Russell McMahon

Jawaban:

5

Untuk opsi "all-in-one", ADB8810 terlihat cukup dekat dengan hal yang Anda inginkan. Jika Anda mencari "arus yang dapat diprogram" pada mis. Perangkat Analog, Nat Semi, Teknologi Linier, TI, Pepatah, dll. Anda mungkin akan menemukan beberapa opsi seperti ini.

Pilihan lain adalah menggunakan DAC (atau memang potensiometer jika tidak ada UC terlibat) untuk mengontrol opamp dengan transistor yang diatur sebagai sumber arus.

Untuk ~ 1000 level Anda akan membutuhkan 10 bit atau lebih, jadi ini akan cukup murah dilakukan.

Sesuatu seperti rangkaian ini mungkin dilakukan:

VCCS

VCCSsim

Transistor dapat berupa NPN atau MOSFET (dengan Vth yang sesuai) atau darlington yang mampu menenggelamkan arus yang diperlukan (EDIT - seperti yang dikatakan Wouter 2N2222 bukanlah pilihan yang baik, sesuatu dalam paket yang diberi peringkat untuk daya yang lebih tinggi misalnya paket TO-220 akan menjadi lebih baik)
Opamp harus rail to rail in / out jika memungkinkan untuk mempermudah.
Resistor indera 1 ohm dapat diubah agar sesuai dengan kebutuhan saat ini. Ini diatur ke output 1mA per 10mV, jadi 3.5V menghasilkan 350mA (pada input opamp sebenarnya 1mA per 1mV, pembagi resistor membagi input DAC dengan 10)

Oli Glaser
sumber
Saya pikir 2n2222 yang disebutkan dalam diagram agak kecil untuk 0,35 A pada tegangan yang masuk akal. Paling tidak itu harus didinginkan (Pmax = 1.2W untuk suhu kasus 25C, yang optimis rendah).
Wouter van Ooijen
@Wouter - Saya setuju, meskipun nomor bagian tidak dimaksudkan sebagai rekomendasi (lihat paragraf jawaban terakhir) 2N2222 hanyalah transistor pertama dalam daftar di LTSpice dan yang saya selalu gunakan untuk contoh cepat :-) Saya akan mencoba dan ingat untuk mengubah nomor bagian menjadi bagian yang cocok untuk menyimpan kebingungan di masa depan.
Oli Glaser
4

Anda masih dapat menggunakan PWM untuk menyesuaikan level drive. Apa yang sebenarnya Anda katakan adalah bahwa Anda tidak ingin LED menyala. Ini dapat dicapai dengan memfilter keluaran PWM yang rendah, kemudian menggunakannya untuk menggerakkan LED. Ada banyak cara untuk rata-rata sinyal PWM untuk akhirnya memiliki rata-rata yang mendorong LED daripada pulsa individu. Berikut ini satu cara sederhana:

Setiap kali output PWM tinggi, Q1 tenggelam sekitar 20 mA. Ketika rendah, itu tenggelam 0. Oleh karena itu arus rata-rata di kolektor Q1 sebanding dengan siklus tugas PWM. Semua arus ini akhirnya harus melalui LED karena kapasitor tidak dapat melakukan jangka panjang saat ini. C1 dan R2 low pass memfilter pulsa arus individual sehingga arus melalui LED adalah rata-rata, bukan pulsa on / off individual.

Katakanlah Anda menggunakan sesuatu seperti PIC 24H untuk membuat PWM. Ini dapat berjalan pada tingkat instruksi 40 MHz, yang juga merupakan jam PWM maksimum untuk output PWM biasa (ada perangkat PWM kecepatan tinggi khusus yang bisa jauh lebih tinggi, tetapi itu tidak perlu di sini). Untuk mendapatkan 1000 level output yang berbeda itu berarti frekuensi PWM akan menjadi 40 kHz, atau 25 μs per pulsa. Pada titik setengah jalan, kapasitor dikeringkan pada kecepatan 10 mA, dan itu akan terjadi selama 12,5 μs. (10mA) (12.5μs) / 22μF = 5.7mV. Itulah seberapa besar tegangan pada kapasitor akan bervariasi dari puncak ke puncak di titik operasi kasus terburuk. Yang dibagi 180 Ω adalah 32 μA, yang merupakan seberapa besar arus melalui LED akan bervariasi. Itu 0,16% dari skala penuh atau satu bagian dalam 630, yang tidak mungkin dilihat manusia.

Olin Lathrop
sumber
Terima kasih banyak! ini sangat membantu. Saya sedang mengerjakan penjelasan Anda dan untuk beberapa alasan saya benar-benar bingung tentang bagaimana Anda mendapatkan tingkat pembuangan kapasitor 10mA. Saya tahu ini tidak sulit, tetapi bisakah Anda dengan cepat menjelaskan ini?
Peter Clyde
@ Peter: Rangkaian diatur untuk sekitar 20 mA pada siklus tugas PWM 100%. Pada 50%, arus rata-rata akan 10 mA. Selama PWM pada fase, Q1 tenggelam 20 mA. Pada setengah output, LED menggunakan 10 mA dari itu dan 10 mA mengisi kapasitor. Selama fase mati, arus LED berasal dari penutup, sehingga dikeluarkan sebesar 10 mA. Saya melakukan perhitungan pada siklus tugas 50% karena itu menyebabkan riak kasus terburuk.
Olin Lathrop
@ Olin Apa peran resistor R1 di sirkuit di atas?
m .linet
1
@ m.Alin: R1 mengontrol seberapa banyak Q1 saat ini dapat tenggelam ketika basisnya digerakkan tinggi. Katakanlah drop BE adalah 700 mV. Ketika 3.3 V diterapkan ke basis, maka 2.6 V akan berada di emitor dan karena itu melintasi R1. 2.6V / 130Ohms = 20mA
Olin Lathrop
0

LM8502 adalah Driver IC LED yang akan melakukan pekerjaan. Anda dapat mengontrol arus keluaran di antara hal-hal lain.

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

Saya yakin ada banyak Driver IC LED serupa lainnya yang melakukan tugas yang sama juga.

umps
sumber
Saya sedikit bingung tentang driver ini ... Bisakah Anda mengonfirmasi bahwa arus keluaran tidak menggunakan PWM? Kebutuhan led saya memiliki arus linear yang konstan.
Peter Clyde
0

Optocoupler presisi TIL300 memiliki fotodioda ekstra untuk umpan balik. Datasheet ( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/til300.pdf ) memiliki contoh rangkaian aplikasi yang menunjukkan bagaimana sebuah opamp dapat digunakan dengannya.

Olli Niemitalo
sumber