Explication des circuits de commande de LED Li-Ion à haute efficacité

Caractéristiques principales

• Faible tension d'entrée entre 1,5 V et 4,2 V.
• Jusqu'à 16 LED peuvent être pilotées.
• Courant constant pour les LED, ce qui signifie une durée de vie plus longue pour les LED.
• Lumière blanche parfaite garantie par les LED, sans changement de couleur blanche, quelle que soit la tension de la batterie.
• Longue durée de sauvegarde de la batterie et durée de vie prolongée de la batterie.
• LED entièrement protégées contre les scénarios de surtension et de surintensité.
• Fonction de gradation PWM.
• Les LED peuvent rester allumées jusqu'à ce qu'elles aient aspiré la dernière goutte d'énergie de la batterie.

Utilisation de l'IC LT1932

L'IC LT1932 est un convertisseur DC/DC élévateur à fréquence fixe destiné à fonctionner comme une source de courant constant. Le LT1932 est parfait pour configurer les pilotes de LED de batterie Li-Ion, dans lesquels la luminosité des LED correspond strictement au courant qui les traverse et non à la tension aux bornes de leurs brochages.

L'appareil peut accepter des entrées provenant de nombreux types de sources différents via une plage de tension de 1 V à 10 V.

Les conceptions alimentées par batterie sont considérablement simplifiées par la capacité du LT1932 à réguler correctement le courant des LED, que la tension d'entrée soit supérieure ou non à la tension des LED.

Le courant LED peut être facilement modifié en utilisant à la fois une tension continue ou un signal modulé en largeur d'impulsion (PWM) après l'avoir réglé entre 5 mA et 40 mA en ajustant simplement une résistance externe.

Note maximale absolue du circuit intégré LT1932

• NIV = 1,5 V à 10 V
• SHDN, tension d'arrêt = 10 V
• SW, tension commutée = 36 V
• Tension LED = 36 V
• Tension RSET = 1V
• Température de jonction = 125°C
• Plage de température de fonctionnement = -40°C à 85°C
• Plage de température de stockage = 65°C à 150°C
• Température du plomb (soudage, 10 sec) = 300°C

Détails du brochage

SW (broche 1) : borne de commutation. Cela correspond au collecteur de l'interrupteur d'alimentation interne NPN. Pour réduire les interférences électromagnétiques (EMI), il est conseillé de minimiser l'étendue de la trace métallique connectée à cette broche.

GND (broche 2) : connexion à la terre. Reliez directement cette broche au plan de masse local.

LED (broche 3) : borne de diode électroluminescente. Celui-ci sert de collecteur pour le commutateur LED NPN interne. Connectez la cathode de la LED inférieure à cette broche.

RSET (broche 4) : ajustez le courant de la LED en introduisant une résistance entre cette broche et la masse, contrôlant le courant circulant dans la borne LED. Cette broche facilite également la gradation des LED.

SHDN (broche 5) : entrée d'arrêt. Pour activer le LT1932, établissez une connexion à cette broche avec une tension supérieure à 0,85 V ; pour la désactivation, connectez-le avec une tension inférieure à 0,25 V.

VIN (broche 6) : connexion d’alimentation d’entrée. Améliorez le contournement de cette broche en incorporant un condensateur à la terre aussi près que possible de l'appareil.

Opération de base

Le LT1932 utilise une stratégie de contrôle de mode de fréquence et de courant constant pour maintenir le courant de sortie, désignée par ILED. La compréhension de son fonctionnement est mieux facilitée en se référant au schéma fonctionnel suivant de la figure 1.

Au début de chaque cycle d'oscillateur, le verrou SR est activé, déclenchant le fonctionnement de l'interrupteur d'alimentation Q1. Le signal à l'entrée non inverseuse du comparateur PWM A2 est directement proportionnel au courant de commutation.

Il est ensuite combiné avec un segment de la rampe de l'oscillateur. Une fois que ce signal atteint le seuil établi par la sortie de l'amplificateur d'erreur A1, le comparateur A2 réinitialise le verrou et désactive l'interrupteur d'alimentation.

De cette manière, A1 établit le niveau de courant de crête correct pour assurer la régulation du courant LED.

Si la sortie de A1 augmente, davantage de courant est fourni à la sortie ; à l'inverse, une diminution de la sortie de A1 entraîne une diminution du courant fourni. A1 surveille le courant de la LED via le commutateur Q2, en le comparant à la référence de courant établie en configurant la résistance RSET.

La tension sur la broche RSET est maintenue à 100 mV et le courant de sortie, ILED, est contrôlé à un niveau de 225 fois ISET.

Tirer la broche RSET au-dessus de 100 mV entraînera une réduction de la sortie de A1, conduisant à la désactivation de l'interrupteur d'alimentation Q1 et de l'interrupteur LED Q2.

Application de pilote de LED Li-Ion

Comme indiqué précédemment, le LT1932 est un convertisseur DC/DC élévateur, avec une sortie à fréquence fixe, et est spécifiquement conçu pour produire une sortie à courant constant.

Étant donné que le dispositif est capable de réguler directement le courant de sortie, il devient parfaitement adapté au pilotage de diodes électroluminescentes (LED).

Le circuit intégré garantit que l'éclairage de la LED dépend du courant constant circulant à travers la LED et non de la tension variable soumise à ses bornes.

L'objectif principal est de créer des pilotes de LED à haute efficacité utilisant une batterie Li-Ion, garantissant une durée de vie prolongée de la batterie et une longue durée de sauvegarde.

Configuration du courant LED

Le courant LED peut être configuré à l'aide d'une résistance solitaire qui se connecte à la broche RSET, comme illustré dans la figure 1 ci-dessus.

La broche RSET est contrôlée en interne pour maintenir une tension de 100 mV, réglant ainsi le courant sortant de cette broche, noté ISET, pour qu'il soit égal à 100 mV divisé par la valeur de la résistance (RSET).

Pour maintenir une régulation précise, il est conseillé d'utiliser une résistance avec une tolérance de 1 % ou mieux.

Le tableau suivant fournit des exemples de plusieurs valeurs RSET typiques avec une tolérance de 1 %.

Pour différentes exigences de courant LED, vous pouvez utiliser la formule suivante pour déterminer la valeur de résistance appropriée.

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

La majorité des LED blanches fonctionnent généralement à des courants de crête allant de 15 mA à 20 mA.

Dans des configurations à plus haute puissance, les concepteurs peuvent utiliser deux ensembles parallèles de LED pour obtenir une luminosité accrue, ce qui entraîne un flux de courant de 30 mA à 40 mA (équivalent à deux ensembles, chacun fonctionnant entre 15 mA et 20 mA) à travers les LED.