Mengemudi LED dari berbagai tegangan input

Saya telah mengerjakan catu daya linier kecil, yang mampu mengatur keluaran antara 2V hingga 30V, menggunakan IC LM338. Sebagian besar ini adalah implementasi sederhana yang diambil langsung dari lembar data.

Saya ingin memasukkan LED "power" pada papan yang menunjukkan kapan board aktif. LM338 membutuhkan tegangan input ~ 5V di atas tegangan output. Ini berarti bahwa daya input dapat bervariasi tergantung pada skenario penggunaan dari kira-kira. 5V hingga 35V. Saya tidak yakin apa cara terbaik untuk menggerakkan LED daya di papan tulis mengingat tegangan input yang luas.

Rupanya regulator 7805 5V dapat mentolerir input 35V, yang akan memberikan voltase 'dikenal' untuk mendorong LED. Namun ini tampaknya sedikit berlebihan / mahal dan mungkin akan memiliki masalah panas. Saya tidak berpikir saya bisa menggunakan resistor besar baik karena pada tegangan rendah LED tidak akan menyala atau menjadi sangat redup? Saya bertanya-tanya tentang driver LED konstan saat ini tetapi tidak dapat menemukan bagian yang cocok.

Saya akan menghargai beberapa saran desain tentang cara memasukkan LED 'power on' dalam desain saya mengingat kisaran tegangan input lebar. Terima kasih

Edit Klarifikasi: Papan catu daya saya memiliki header tiga arah dan jumper 2-pin untuk mengubah mode pengoperasian baik dari (A) tegangan tetap atau (B) tegangan yang dapat disesuaikan. Untuk voltase tetap, seperti 3.33V, 5V, 12V, sakelar DIP piano digunakan bersama dengan berbagai resistor 0,1% atau 1%. Untuk operasi tegangan yang dapat disetel, jumper menghubungkan pin LM338 ADJ melalui potensiometer linier 5K.

power-supply led design

Jawaban:

Asumsi: Persyaratan adalah untuk indikator "tersedia daya yang diatur", bukan sekadar "pasokan listrik", karena yang terakhir tidak akan dipengaruhi oleh tegangan variabel catu daya seperti yang disebutkan.

LED pada dasarnya adalah perangkat yang digerakkan oleh arus, bukan tegangan. Selama tegangan suplai setidaknya sama dengan tegangan maju pengenal LED (ditambah ruang kepala untuk sirkuit pengaturan arus), dan arus melalui LED diatur ke nilai yang diinginkan, LED akan menyala pada konstan intensitas. Indikator khas LED biasanya dirancang untuk arus 20 mA, tetapi akan bekerja dengan sangat baik pada 10 mA.

Cara termudah untuk mendapatkan pencahayaan konstan dari LED di berbagai voltase pasokan, adalah dengan menggunakan rangkaian driver arus konstan.

Ini dapat dibuat menggunakan, misalnya, LM317 sebagai sumber arus konstan :

skema

Atau, gunakan perangkat 2-terminal arus konstan seperti SuperTex CL220 atau CL2 , cukup kabel seri dengan LED. Dengan kata lain, sesederhana menggunakan resistor pembatas arus dengan LED, cukup dengan salah satu bagian ini, bukan resistor.

— Anindo Ghosh
sumber

Saat menggunakan LM317 dalam konfigurasi 'regulator saat ini' di atas, apakah IC akan menjadi panas dengan cara yang sama ketika mereka bekerja sebagai regulator tegangan (yaitu, apakah saya memerlukan heatsink jika input 30V)? Juga, terima kasih atas tautannya ke Supertex CL2, saya belum melihat ini - dalam bentuk paket TO-92 ini akan sama biayanya tetapi ruang papan lebih kecil daripada solusi LM317 atau 7805 yang bagus.

@ j-roc Pemborosan daya oleh LM317 akan menjadi perbedaan dalam tegangan kali arus (10 mA jika Anda mengikuti saran saya di atas). Itu 270 mW panas jika Anda menganggap penurunan 3 Volt pada LED, hingga 300 mW jika Anda kehabisan lead LED. Saya kira itu bukan masalah besar. Bagian-bagian SuperTex adalah keajaiban kecil - Saya telah mencicipi beberapa keluarga bagian itu, dan tidak pernah berhenti memaki-maki mereka sejak saat itu.

— Anindo Ghosh

Mengingat bahwa LM338 membutuhkan arus beban minimum sekitar 5 atau 10mA untuk bekerja dengan benar, mengapa tidak menggunakan ini untuk LED. Menambahkan transistor PNP seperti yang ditunjukkan di bawah ini harus OK saya rasa: -

masukkan deskripsi gambar di sini

Jika beta dari transistor PNP adalah 400 atau lebih besar (BC557C) dan R1 berada di urutan 1k ohm, pengenalan PNP akan menimbulkan kesalahan offset kecil pada tegangan output. Akibatnya $\frac{10mA}{400} mA = 25\mu A$ akan mengubah arus R1 efektif dari 1,25mA menjadi 1,275mA yang menyebabkan perubahan statis pada output tegangan 2%. Karena aplikasi ini untuk catu daya variabel / yang dapat disetel, saya tidak melihat ini sebagai masalah.

— Andy alias
sumber

Ini adalah solusi yang cerdik, saya menyukainya. Itu lebih murah daripada menggunakan regulator linier lain. Namun mengenai komentar Anda tentang 2% Vout shift, ini tidak ideal karena saya menggunakan LM338 di kedua mode tetap dan variabel. Silakan lihat edit klarifikasi saya di atas.

@ j-roc apa nilai tertinggi R1 dalam aplikasi tetap Anda?

— Andy alias

R1 selalu 120R 0,1% untuk sirkuit saya. Saya pikir mungkin maksud Anda R2 yang digunakan untuk menyesuaikan output. Dalam mode tetap, nilai tertinggi R2 adalah 750R.

@ j-roc Tidak maksud saya R1 - ini adalah resistor yang "dilewati" oleh arus basis dan saya katakan akan memberikan kesalahan 2% ketika R1 diasumsikan 1 k ohm. Sekarang R1 selalu 120R, kesalahan akan turun menjadi sekitar 0,24% dan itu cukup rendah. Mengingat bahwa Vref adalah 1,25 +/- 4% tentu harus dianggap sebagai sangat kecil dan saya akan mempertanyakan kebutuhan untuk resistor 0,1% karena tidak peduli seberapa baik resistor ada akan ada variasi yang berarti tegangan output Anda akan hingga 4 % berbeda dari perhitungan Anda.

— Andy alias

OK, sepertinya itu tidak akan menjadi masalah. Terimakasih atas klarifikasinya. Meskipun ini adalah solusi yang bagus, setelah beberapa pertimbangan saya memutuskan untuk pergi dengan SuperTex CL2 IC yang disarankan oleh Anindo di atas (sayang sekali saya tidak dapat menandai keduanya sebagai jawaban yang diterima!).