Драйверы со схемой вольтодобавки (светодиодная подсветка).

Драйверы со схемой вольтодобавки

(светодиодная подсветка). 

 Светодиодная подсветка имеет значительно меньший уровень электромагнитного излучения, использование светодиодной подсветки более экологично, благодаря чему уменьшается утомляемость операторов при работе с такими мониторами.

"Зажечь" светодиод несложно - достаточно подключить его в прямом включении через ограничивающий резистор к источнику питания, но этот способ крайне неэкономичен, так как на ограничивающем резисторе создается большое падение напряжения, а значит, и большие потери (кроме того, ток через светодиод и яркость его свечения при подобном включении будут крайне нестабильны). Для повышения КПД и стабильности свечения светодиодов используются драйверы на специализированных микросхемах. 

Микросхемы драйверов для питания сверхъярких светодиодов используются в устройствах разной сложности: светодиодные фонари, мобильные телефоны, цифровые фотоаппараты, LCD-дисплеи компьютеров и т.д. 

Рассмотрим в качестве типового представителя этого типа, микросхему МР1519 (рис. 1), которая представляет собой драйвер для питания четырех белых светодиодов со схемой вольтодобавки (с питанием от источника 2,5...5,5 В). Компания MPS выпускает еще две микросхемы близких к МР1519 по схемотехнике и цоколевке - MP1519L (рассчитана на работу с тремя белыми светодиодами) и MP3011 (работает с двумя белыми светодиодами).

Рис. 1.

Микросхема МР1519 имеет миниатюрный 16-выводной корпус QFN16 (размером 3x3 мм). Назначение выводов этой микросхемы приведено в табл. 1. Микросхема МР1519 содержит в себе: датчик напряжения батареи, контроллер управления, генератор тока, источник опорного напряжения запретной зоны, четыре источника тока (стабилизатора) светодиодов и схему вольтодобавки. Последовательно с каждым светодиодом внутри микросхемы включен стабилизатор тока (источник тока), причем генератор тока управляет режимом всех четырех источников тока. Контроллер управления обеспечивает автоматический выбор режима вольтодобавки, "мягкий" старт и т.п. 

Таблица  1. 

Схема вольтодобавки преобразует напряжение питания в импульсы частотой 1,3 МГц, которые выпрямляются и заряжают накопительные конденсаторы С1 и С2. При использовании схемы вольтодобавки для питания светодиодов напряжение батареи суммируется с напряжениями на этих конденсаторах. Для правильной работы схемы вольтодобавки конденсаторы С1 и С2 должны иметь одинаковую емкость. Одной из особенностей микросхемы МР1519 является автоматическое переключение кратности вольтодобавки: 1х, 1,5х и 2х. Это обеспечивает оптимально-эффективную стабилизацию токов и яркость светодиодов при изменении напряжения источника питания (или батареи). При работе микросхема непрерывно контролирует ток светодиодов и напряжение батареи. Для предотвращения перегрузки батареи, в МР1519 используется режим "мягкого" запуска и "мягкое" переключение режимов вольтодобавки. Ток светодиодов задается резистором R1, сопротивление которого можно рассчитать по формуле: 

R1 (кОм) = 31,25/ILED (мА)

При наличии напряжения питания 2,5...5,5В на выв. 5 и 13 микросхемы, включение драйвера обеспечивается подачей высокого уровня напряжения на вход разрешения EN (выв. 12) микросхемы. При включении контроллер микросхемы МР1519 анализирует величину напряжения питания, ток светодиодов и включает тот или иной режим кратности вольтодобавки. Драйвер выключается (гашение светодиодов) низким уровнем на выв. 12 с задержкой 30 мкс.

По входу EN может осуществляться как аналоговый, так и ШИМ "димминг" светодиодов. Именно для ШИМ "димминга" необходима задержка выключения микросхемы. Для этого на вход разрешения EN подается внешний управляющий ШИМ сигнал частотой 50 Гц...50 кГц. Когда импульс управляющего сигнала заканчивается, ток светодиодов и их яркость плавно уменьшаются до нуля в течение 30 мкс. Чем больше скважность импульсов управления, тем меньше средняя яркость свечения светодиодов (при частоте сигнала управления более 50 кГц яркость регулируется неэффективно, а при частоте ниже 50 Гц становится заметным моргание светодиодов).

Для аналогового "димминга" на выв. 11 микросхемы МР1519 подается постоянное напряжение регулировки через делитель напряжения R2-R1 (рис. 2). Изменением этого напряжения от 0 до 3 В на входе делителя R2-R1 можно изменять ток светодиодов (0 - 15 мА).