Главная » Питание
Призовой фонд
на май 2017 г.
1. Тестер компонентов MG328
Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Паяльник
3. Регулируемый паяльник 60 Вт
Паяльник
4. 100 руб.
От пользователей

Похожие статьи:


Светодиодный драйвер на LTC3454 + управление на ATtiny13A

Микросхема LTC3454 - это компактный, надёжный, высокоэффективный, синхронный, понижающе-повышающий драйвер для питания одного мощного светодиода. Основное применение - питание одного светодиода от одного литий-ионного аккумулятора.

Рассмотрим преимущества микросхемы:

  • Мостовая топология Buck-Boost, позволяющая как понижать, так и повышать выходное напряжение, а также работать когда напряжения на батарее и на нагрузке равны;
  • Встроенные полевые транзисторы;
  • Защита от КЗ в нагрузке, от обрыва нагрузки;
  • Мягкий запуск (настраиваемый);
  • Выходной ток до 1А (настраиваемый);
  • Работает при входном напряжении от 2,7В;
  • Защита от перегрева;
  • Высокий КПД;
  • Управление при помощи логических уровней, например, от микроконтроллера;
  • Низкое потребление в спящем режиме.

Недостатки тоже есть:

  • Нельзя управлять ШИМ сигналом (вернее можно, но через ж...), поэтому выходной ток задаётся аппаратно (внешними резисторами);
  • Мелкий корпус;
  • Высокая цена и редкая "доставабельность".

Схема выглядит следующим образом:

Схема драйвера светодиода на LTC3454

Выходной ток LTC3454 задаётся при помощи двух внешних резисторов R5 и R6. Почему именно 2 резистора? Потому что микросхема имеет 2 режима, и каждый резистор задаёт ток только своего режима. Режимы активируются подачей логического уровня "1" на ножки "EN1" и "EN2". Если подать логический уровень "1" на обе ножки "EN1" и "EN2", то включатся оба режима, и общий выходной ток будет равен сумме токов режимов 1 и 2. Например, если задать ток 1-го режима 200 мА, а 2-го режима 500 мА, то при включении обеих режимов, общий ток будет 700 мА.

Выходной ток каждого режима рассчитывается по формуле:
I_led = 3850 * (0.8 / R_iset)
Сопротивление резистора "R_iset" указывается в килоомах, выходной ток "I_led" получается в миллиамперах.

Рассчитал токи, вот что получилось:
3850 * (0.8 / 30) = 102,6 мА (первый режим)
3850 * (0.8 / 15) = 205,3 мА (второй режим)
102,6 + 205,3 = 307,9 мА (оба режима вместе)

Для удобного управления драйвером я применил AVR микроконтроллер ATtiny13A, работающий на тактовой частоте 128 кГц (для минимизации энергопотребления). Он будет выполнять следующие задачи:

  • Включение/отключение питания (по нажатию кнопки);
  • Переключение режимов (по удержанию кнопки);
  • Отключение питания при разряде аккумулятора (автоматически).

Программа микроконтроллера написана в среде "AVR Studio 5". Напряжение разряженного аккумулятора, при котором автоматически отключится драйвер, задаётся соответствующей прошивкой. В конце статьи прилагается набор прошивок под напряжения 3,1...3,6 Вольт.

Фото собранного драйвера:

Размеры:

Подключил к светодиоду:

Нажимаем на кнопочку...

Вуаля! Работает! После запуска драйвера, я сразу же протестировал ряд защит, заявленных в даташите:

  • От КЗ в нагрузке;
  • От обрыва нагрузки;
  • От слишком низкого напряжения питания (Under Voltage Lock Out, UVLO).

Многократные короткие замыкания микросхема перенесла как ни в чём не бывало. При понижении напряжения питания - микросхема исправно уходит в спящий режим. А вот при обрыве нагрузки - микросхема тут же полетела. Пришлось перепаивать. Второй раз на обрыв нагрузки я её не проверял, т.к. микросхема не дешёвая, и купить её можно далеко не в каждом магазине.

Пара строк о КПД драйвера в режиме понижалки:

Напряжение питания,

В

Ток потребления,

А

Потребляемая мощность,

Вт

Напряжение падения на светодиодах,

В

Ток через светодиоды,

А

Мощность на светодиодах,

Вт

КПД,

%

4,2 0,08 0,336 2,94 0,108 0,31752 94,5
4,2 0,17 0,714 3,16 0,212 0,66992 93,8
4,2 0,28 1,176 3,33 0,310 1,0323 87,7

А вот КПД в режиме повышалки:

Напряжение питания,

В

Ток потребления,

А

Потребляемая мощность,

Вт

Напряжение падения на светодиодах,

В

Ток через светодиоды,

А

Мощность на светодиодах,

Вт

КПД,

%

3,0 0,11 0,33 2,94 0,104 0,30576 92,6
3,0 0,25 0,75 3,18 0,216 0,68688 91,5
3,0 0,43 1,29 3,39 0,336 1,13904 88,3

КПД меня более чем устроил, а размеры платы при желании можно уменьшить до "пятирублёвой" монеты, если все компоненты располагать с одной стороны платы :)

Источник опорного напряжения (ИОН) MCP1525-I/TT можно заменить на любой из аналогов:

  • ADR381
  • CAT8900B250TBGT3
  • ISL21010CFH325Z-TK
  • ISL21070CIH325Z-TK
  • ISL21080CIH325Z-TK
  • ISL60002BIH325Z
  • MAX6002
  • MAX6025
  • MAX6035BAUR25
  • MAX6066
  • MAX6102
  • MAX6125
  • MCP1525-I/TT
  • REF2925
  • REF3025
  • REF3125
  • REF3325AIDB
  • TS6001

Управление драйвером реализовано в точности так же, как в моём предыдущем проекте. Отличие только в том, что на выходе микроконтроллера не ШИМ, а комбинации логических сигналов. Когда девайс выключен, микроконтроллер уходит в спящий режим, и потребляет примерно 0,1 мкА. Для демонстрации работы девайса я снял небольшое видео.

Внимание! Прошивка управляющего микроконтроллера была полностью переписана. Алгоритм работы программы стал более корректным, устранены некоторые недочёты в работе устройства. Ниже Вы сможете скачать пробную версию прошивки с ограничением по времени работы 10 минут. По истечении тестового времени, гаснет светодиод и блокируется управление. После переподключения аккумулятора, вновь получаем 10 минут тестового времени.

Полную версию прошивки можно приобрести здесь.

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
IC1 МК AVR 8-бит
ATtiny13A
1 SOIC-8wПоиск в FivelВ блокнот
IC2 ИС источника опорного напряжения
MCP1525
1 SOT-23Поиск в FivelВ блокнот
IC3 LED драйвер
LTC3454
1 DFN-10Поиск в FivelВ блокнот
C1, C3 Конденсатор1 мкФ2 SMD0603Поиск в FivelВ блокнот
C2, C5-C8 Конденсатор5 мкФ5 SMD 0805Поиск в FivelВ блокнот
C4 Конденсатор0.1 мкФ1 SMD 0805Поиск в FivelВ блокнот
R1, R2 Резистор
2...10 кОм
2 SMD 0805Поиск в FivelВ блокнот
R3, R4 Резистор
50...500 Ом
2 SMD 0805Поиск в FivelВ блокнот
R5* Резистор
30 кОм
1 SMD 0805Поиск в FivelВ блокнот
R6* Резистор
15 кОм
1 SMD 0805Поиск в FivelВ блокнот
L1 Катушка индуктивности5 мкГн1 SMDПоиск в FivelВ блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: Изменена: 16.03.2017 0 0
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (6) | Я собрал (0) | Подписаться

-2
Alyes #
Ну ты тут намудрил... проще шим и ключ на полевике.
Ответить
+1

[Автор]
Zlodey #
Ответственные узлы должны быть выполнены аппаратно, без микроконтроллеров. Подобные вещи, выполненные на МК, являются дурным тоном. В данном случае микроконтроллер только управляет микросхемой драйвера. Если ваш микроконтроллер поймает глюк, кто полевик выключит? Светодиод, оставленный без контроля тока не жалко будет?
Микроконтроллер подвержен сбоям, как и любой компьютер. Также дурным тоном является:
- зарядные устройства на МК (до первого пожара)
- блоки питания (в т.ч. регуляторы тока, итд) на МК
- экономия на конденсаторах по питанию
- индикаторные светодиоды без резисторов
- осветительные светодиоды через резистор
- работа микросхем в диапазоне Absolute Maximum Ratings
и т.д.
Ответить
0
Виталий #
Аппаратно - это на транзисторах? Но ведь микроконтроллер тоже состоит из транзисторов? Кстати вы слышали про watchdog?
Ответить
0

[Автор]
Zlodey #
Аппаратно - это работа без сложных вычислительных узлов, оперативной памяти, флеш памяти и прочих прелестей жизни.
Watchdog не даёт никаких гарантий работоспособности, например, если содержимое флеш-памяти или ОЗУ повредилось.
Ответить
0
Artik #
Хочу повторить эту конструкцию, нужен мощный фонарь.
Подскажите какой светодиод Вы применили, как я понял можно применять любой светодиод с током от 350-1000мА. и питанием 2-5В.
Ответить
0

[Автор]
Zlodey #
Светодиод который на фото в статье - Osram OSTAR SMT RTDUW S2W.
Ну а для освещения я обычно применяю Cree XP-G.
Ну а вообще подойдёт практически любой белый светодиод. Желательно чтобы падение было в пределах 2...4 В. Ну а выходной ток драйвера зависит от токозадающих резисторов в обвязке LTC.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется электрическое сопротивление?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Регулятор мощности 2 кВт
Регулятор мощности 2 кВт
Набор для сборки - УНЧ 2х60 Вт на TDA7294 iMAX B6 - зарядное для Lion, LiPo, LiFe, Pb, NiCd и NiMH аккумуляторов
вверх