Управление светодиодом от широкого диапазона входного напряжения

Я работал над небольшим линейным источником питания, способным регулировать мощность от 2 до 30 В, используя микросхему LM338. По большей части это простая реализация, взятая прямо из таблицы.

Я хочу включить светодиодный индикатор питания на плате, указывающий, когда плата работает. LM338 требует, чтобы входное напряжение было на ~ 5 В выше выходного напряжения. Это означает, что входная мощность может варьироваться в зависимости от сценария использования от прибл. От 5 до 35 В. Я не уверен, какой лучший способ управлять светодиодом питания на плате, учитывая такое широкое входное напряжение.

Очевидно, регулятор 7805 5 В может выдерживать вход до 35 В, что обеспечит «известное» напряжение для возбуждения светодиода. Однако это кажется немного излишним / дорогим и, вероятно, будет иметь проблемы с теплом. Я не думаю, что смогу использовать большой резистор, так как при более низких напряжениях светодиод не будет светиться или будет очень тусклым? Я задумался о светодиодном драйвере постоянного тока, но не смог найти подходящую деталь.

Я был бы признателен за некоторые конструктивные предложения о том, как включить светодиод включения в мою конструкцию, учитывая широкий диапазон входного напряжения. Спасибо

Разъяснение: Моя плата питания имеет трехсторонний разъем и 2-контактную перемычку для изменения режима работы с (A) фиксированного напряжения или (B) регулируемого напряжения. Для фиксированных напряжений, таких как 3,33 В, 5 В, 12 В, используется DIP-переключатель пианино в сочетании с различными резисторами 0,1% или 1%. Для работы с регулируемым напряжением перемычка соединяет вывод LMJ ADJ через линейный потенциометр 5К.

Ответы:

Предположение: Требуется указатель «доступная регулируемая мощность», а не просто «включенный источник питания», поскольку на него не будет влиять переменное напряжение источника питания, как указано выше.

Светодиоды по сути являются устройствами, управляемыми током, а не напряжением. Пока напряжение питания равно как минимум номинальному прямому напряжению светодиода (плюс любой запас для схемы регулирования тока), а ток через светодиод отрегулирован до желаемого значения, светодиод будет гореть постоянно интенсивность. Типичные индикаторные светодиоды обычно рассчитаны на ток 20 мА, но отлично работают при 10 мА.

Самый простой способ получить постоянное освещение от светодиода в широком диапазоне напряжений питания - это использовать схему возбуждения постоянного тока.

Это можно сделать, используя, например, LM317 в качестве источника постоянного тока :

схематический

В качестве альтернативы можно использовать двухполюсное устройство постоянного тока, такое как SuperTex CL220 или CL2 , просто подключенное последовательно со светодиодом. Другими словами, это так же просто, как использовать резистор ограничения тока со светодиодом, просто с одной из этих частей вместо резистора.

Аниндо Гош
источник

При использовании LM317 в вышеупомянутой конфигурации «регулятора тока», будет ли микросхема нагреваться таким же образом, как и при работе в качестве регулятора напряжения (т. Е. Понадобится ли мне радиатор, если вход 30 В)? Кроме того, спасибо за ссылку на Supertex CL2, я не видел их - в форме пакета TO-92 это было бы схожей стоимостью, но меньшим пространством на плате, чем решение LM317 или 7805, и это здорово.

@ j-roc Рассеиваемая мощность LM317 будет разницей в напряжении, умноженном на ток (10 мА, если вы последуете моему предложению выше). Это 270 мВт тепла, если вы предполагаете падение напряжения на светодиоде на 3 В, до 300 мВт, если вы закорачиваете выводы светодиодов. Я подозреваю, что это не очень большая проблема. Части SuperTex - это маленькие чудеса - я пробовал некоторые из этого семейства деталей и с тех пор никогда не переставал ими ругаться.

Аниндо Гош

Учитывая, что для правильной работы LM338 требуется минимальный ток нагрузки около 5 или 10 мА, почему бы не использовать это для светодиода. Добавление транзистора PNP, как показано ниже, должно быть в порядке, я считаю:

введите описание изображения здесь

Если бета-значение PNP-транзистора составляет 400 или более (BC557C), а R1 составляет порядка 1 кОм, введение PNP приведет к небольшой ошибке смещения выходного напряжения. В результате $\frac{10mA}{400} mA = 25\mu A$ изменит эффективный ток R1 с 1,25 мА до 1,275 мА, в результате чего статическое смещение выходного напряжения составит 2%. Поскольку это приложение для переменного / регулируемого источника питания, я не вижу в этом проблемы.

Энди ака
источник

Это гениальное решение, оно мне нравится. Это дешевле, чем использование другого линейного регулятора. Однако, что касается вашего комментария о сдвиге 2% Vout, это не идеально, так как я использую LM338 как в фиксированном, так и в переменном режимах. Пожалуйста, смотрите мои разъяснения редактировать выше.

@ j-roc, какое самое высокое значение R1 в ваших фиксированных приложениях?

Энди ака

R1 всегда составляет 120R 0,1% для моей схемы. Я думаю, может быть, вы имеете в виду R2, который используется для настройки выхода. В фиксированном режиме самое высокое значение R2 составляет 750R.

@ j-roc Нет, я имею в виду R1 - это резистор, который «шунтируется» током базы, и я сказал, что даст 2% погрешность, если R1 предполагается равным 1 кОм. Теперь, когда R1 всегда равен 120R, ошибка снизится примерно до 0,24%, и это довольно мало. Учитывая, что Vref составляет 1,25 +/- 4%, это, безусловно, должно рассматриваться как минимальное значение, и я бы поставил под сомнение необходимость использования резисторов 0,1%, поскольку независимо от того, насколько хороши резисторы, будет иметь место изменение, которое означает, что ваше выходное напряжение будет до 4 % отличается от ваших расчетов.

Энди ака

ОК, похоже, это не будет проблемой тогда. Благодарю за разъяснение. Несмотря на то, что это отличное решение, после некоторого рассмотрения я решил использовать микросхему SuperTex CL2, предложенную Anindo выше (позор, что я не могу пометить оба варианта как принятые ответы!).