Driver led linéaire réglable? Linéaire, pas PWM

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Je travaille sur un produit qui nécessite une led à des courants de sortie variant de 0mA à 350mA et autant de niveaux possibles entre les deux (~ 1000 serait suffisant je suppose). Je peux émettre un signal PWM vers la LED car cela irait à l'encontre de l'objectif de mon produit (c'est important).

Quelqu'un connaît-il un circuit intégré qui permet ce niveau de contrôle du courant? Sinon, quelqu'un a-t-il une idée de comment je pourrais construire un circuit pour ce faire? J'ai pensé à des sources de courant contrôlées en tension construites avec des amplificateurs opérationnels, mais je n'ai aucune expérience avec ceux-ci ou je connais des circuits spécifiques.

Il doit également pouvoir se décharger des batteries.

La LED va se déplacer à un rythme extrêmement rapide dans l'air et doit maintenir un faisceau de lumière solide plutôt qu'un clignotement. c'est pourquoi je ne peux pas utiliser PWM.

Peter Clyde
la source
Pourquoi ne pouvez-vous pas utiliser PWM? Même après un lissage avec un réseau RC?
endolith
Vous avez posé une autre question similaire: electronics.stackexchange.com/questions/19877/… . Lequel voulez-vous vraiment avoir une réponse?
Mike DeSimone
Ne veut probablement pas gérer l'horloge du PWM ou le bruit de commutation.
Mike DeSimone
La LED va se déplacer à des vitesses extrêmement rapides dans l'air et l'utilisation de PWM en ferait une LED clignotante plutôt qu'un flux solide traversant l'air. À moins que vous ne connaissiez un moyen de lisser cela? Je n'ai pas une grande expérience avec PWM pour savoir si c'est même possible.
Peter Clyde
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Ce serait vraiment une très bonne idée d'énoncer votre exigence avec suffisamment de détails pour que nous ayons une demi-chance d'y répondre à la première tentative, et de ne pas la diviser en 2 questions à moins qu'elles ne soient substantiellement différentes (ce qu'elles peuvent être) . Vous POUVEZ rendre PWM si rapide qu'il ne scintillera pas visuellement en mouvement. Savoir s'il monte un bronco, un train à grande vitesse ou une balle serait utile. / Vous POUVEZ utiliser PWM et le lisser en DC pour qu'il n'y ait PAS de scintillement (visuel ou autre). / Personne ne peut distinguer 1000 niveaux de luminosité à l'œil nu. Nous dire pourquoi vous avez besoin de tant de niveaux nous aidera à vous aider.
Russell McMahon

Réponses:

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Pour une option «tout-en-un», l' ADB8810 semble assez proche du genre de chose que vous voulez. Si vous recherchez "courant programmable" sur par exemple Analog Devices, Nat Semi, Linear Tech, TI, Maxim, etc., vous trouverez probablement pas mal d'options comme celle-ci.

Une autre option serait d'utiliser un DAC (ou même un potentiomètre si aucun uC n'est impliqué) pour contrôler un ampli-op avec un transistor configuré comme source de courant.

Pour ~ 1000 niveaux, vous auriez besoin de 10 bits ou plus, donc ce serait assez bon marché.

Quelque chose comme ce circuit pourrait faire:

VCCS

VCCSsim

Le transistor pourrait être n'importe quel NPN ou MOSFET (avec Vth approprié) ou darlington capable de diminuer le courant nécessaire (EDIT - comme Wouter le mentionne, le 2N2222 n'est pas un bon choix, quelque chose dans un boîtier évalué pour une puissance plus élevée, par exemple un boîtier TO-220 le ferait être mieux)
Opamp devrait être rail à rail in / out si possible pour faciliter les choses.
La résistance de détection de 1 ohm peut être modifiée pour s'adapter au courant requis. Cela a été configuré pour produire 1mA par 10mV, donc 3,5V produit 350mA (à l'entrée opamp c'est en fait 1mA par 1mV, le diviseur de résistance divise l'entrée DAC par 10)

Oli Glaser
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Je pense que le 2n2222 mentionné dans le diagramme est un peu petit pour 0,35 A à une tension raisonnable. À tout le moins, il doit être refroidi (Pmax = 1,2 W pour une température de boîtier de 25 ° C, ce qui est optimistement bas).
Wouter van Ooijen
@Wouter - Je suis d'accord, bien que le numéro de pièce n'ait pas été conçu comme une recommandation (voir le dernier paragraphe de la réponse) Le 2N2222 n'est que le premier transistor de la liste dans LTSpice et celui que j'utilise toujours pour des exemples rapides :-) J'essaierai et n'oubliez pas de changer le numéro de pièce en une pièce appropriée pour éviter toute confusion à l'avenir.
Oli Glaser
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Vous pouvez toujours utiliser PWM pour régler le niveau du lecteur. Ce que vous dites vraiment, c'est que vous ne voulez pas que la LED clignote. Ceci peut être réalisé en filtrant passe-bas la sortie PWM, puis en l'utilisant pour piloter la LED. Il existe de nombreuses façons de faire la moyenne d'un signal PWM pour que cette moyenne pilote la LED au lieu des impulsions individuelles. Voici une façon simple:

Chaque fois que la sortie PWM est élevée, Q1 diminue d'environ 20 mA. Lorsqu'il est bas, il descend à 0. Le courant moyen au collecteur de Q1 est donc proportionnel au rapport cyclique PWM. Tout ce courant doit éventuellement passer par la LED car le condensateur ne peut pas conduire le courant à long terme. Les filtres passe-bas C1 et R2 filtrent les impulsions de courant individuelles de sorte que le courant à travers la LED soit la moyenne, et non les impulsions marche / arrêt individuelles.

Disons que vous utilisez quelque chose comme un PIC 24H pour créer le PWM. Il peut fonctionner à une fréquence d'instruction de 40 MHz, qui est également l'horloge PWM maximale pour les sorties PWM régulières (il existe un périphérique PWM spécial à grande vitesse qui peut aller beaucoup plus haut, mais ce n'est pas nécessaire ici). Pour obtenir 1000 niveaux de sortie différents, cela signifie que la fréquence PWM sera de 40 kHz, soit 25 µs par impulsion. À mi-chemin, le condensateur est drainé à une vitesse de 10 mA, et cela se produira pendant 12,5 µs. (10 mA) (12,5 µs) / 22 µF = 5,7 mV. C'est à quel point la tension sur le condensateur variera crête à crête au pire point de fonctionnement. Celle divisée par 180 Ω est de 32 µA, ce qui correspond à la variation du courant à travers la LED. C'est 0,16% de la pleine échelle ou une partie en 630, ce qui est impossible à voir pour les humains.

Olin Lathrop
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Merci beaucoup! ce fut très utile. Je travaille sur votre explication et pour une raison quelconque, je suis vraiment confus sur la façon dont vous avez obtenu le taux de vidange du condensateur de 10mA. Je sais que ce n'est pas difficile, mais pourriez-vous expliquer rapidement cela?
Peter Clyde
@Peter: Le circuit est configuré pour environ 20 mA à un rapport cyclique de 100% PWM. À 50%, le courant moyen sera de 10 mA. Pendant la phase PWM activée, Q1 diminue de 20 mA. À la moitié de la sortie, la LED utilise 10 mA et 10 mA charge le condensateur. Pendant la phase éteinte, le courant LED provient du capuchon, il est donc déchargé de 10 mA. J'ai fait le calcul à un rapport cyclique de 50% car cela provoque l'ondulation du pire des cas.
Olin Lathrop
@Olin Quel est le rôle de la résistance R1 dans le circuit ci-dessus?
m.Alin
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@ m.Alin: R1 contrôle la quantité de courant Q1 qui peut descendre lorsque sa base est enfoncée. Disons que la baisse BE est de 700 mV. Lorsque 3,3 V sont appliqués à la base, alors 2,6 V seront à l'émetteur et donc à travers R1. 2.6V / 130Ohms = 20mA
Olin Lathrop
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Le LM8502 est un pilote IC LED qui ferait le travail. Vous pouvez contrôler le courant de sortie entre autres choses.

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

Je suis sûr qu'il existe de nombreux autres pilotes de circuits intégrés LED similaires qui effectuent également la même tâche.

umps
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Je suis un peu confus à propos de ce pilote ... Pouvez-vous confirmer que le courant de sortie n'utilise pas PWM? Le besoin de ma led d'avoir un courant linéaire constant.
Peter Clyde
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L'optocoupleur linéaire de précision TIL300 possède une photodiode supplémentaire pour la rétroaction. La fiche technique ( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/til300.pdf ) contient un exemple de circuit d'application montrant comment un opamp peut être utilisé avec.

Olli Niemitalo
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