Co to jest obwód napędowy LED?

Odkryłem gdzieś ten obwód sterujący LED, jak na poniższym zdjęciu, i po prostu nie mogę zrozumieć, jaki jest jego cel projektowy.

Istnieją dwa rodzaje wejścia V _DD , 9 V i 6,5 V. Myślę, że ten obwód sterujący upewnia się, że bez względu na to, które z tych dwóch napięć wejściowych (9 V i 6,5 V), utrzyma tę samą jasność.

Moje pytania brzmią: 1). Jaki jest jego cel projektowy? 2). Jaka jest jego teoria?

Jak wspomina Ignacio Vazquez-Abrams , jest to sterownik stałoprądowy, chociaż projektant umieścił przełącznik w niewłaściwym miejscu.

Teoria działania tych sterowników polega na tym, że ścieżka prądu LED przebiega przez odpowiedni tranzystor i właściwy rezystor czujnikowy prądu, aw tym przypadku przez odpowiedni przełącznik.

Prąd przepływający przez diodę LED wzrasta do punktu, w którym napięcie spadające na rezystor czujnikowy oraz drugi spadek są wystarczające, aby podnieść napięcie na podstawie lewego tranzystora i zacząć się włączać. (Vbe ~ 0,6 V)

Rezystor czujnikowy byłby zwykle tak zwymiarowany, że przy powiedzmy 20mA spada 0,6V (w zależności od tranzystora), więc typowa wartość to 30R. Jednak przy przełączniku poniżej konieczne będzie ponowne obliczenie R przy napięciu minus jakiekolwiek nasycone napięcie Vce przełącznika.

Kiedy lewy tranzystor zaczyna się włączać, zaczyna pobierać prąd z napędu podstawowego prawego tranzystora, dławiąc go. Dlatego znajduje swój własny punkt równowagi.

Rezystor polaryzujący po lewej stronie musi być tak dobrany, aby dostarczał wystarczający prąd podstawowy do prawego tranzystora, aby ten ostatni był w stanie zapewnić wymagane 20 mA niezależnie od napięcia zasilania.

Obwód jest oczywiście wrażliwy na wariancję i temperatury komponentów. Jednak w twoim przypadku jest on wystarczająco dokładny i skutecznie utrzymuje diodę LED na bezpiecznym prądzie w szerokim zakresie napięć zasilania.

Poniżej przedstawiono znacznie bardziej powszechną metodę korzystania z tego obwodu.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony przy użyciu CircuitLab}

UWAGA 1: Obwód potrzebuje sporo napięcia do działania, powyżej 1 V, więc nie można go użyć, jeśli napięcie szyny jest niższe niż około 1,5 V powyżej typowego napięcia przewodzenia diody LED. Ponadto GPIO musi być w stanie wyprowadzić napięcie większe niż 2 * Vbe, gdy jest wysokie. (Może to być powód, dla którego oryginalny obwód ma przełącznik tam, gdzie jest).

UWAGA 2: Ponieważ Q1 działa jako opornik opadający dla twojej diody LED, napięcie spadające na nią będzie zależeć od napięcia twojej szyny i napięcia przewodzenia diody LED przy dowolnym wybranym przez ciebie prądzie LED. Przy wyższych napięciach szynowych i przy użyciu wysokoprądowych diod LED może to oznaczać, że tranzystor nagrzeje się i może wymagać radiatora. Przy 9 V przy 20 mA i diodzie LED o napięciu przewodzenia 1,6 V spadek w Q1 wyniesie 9 -1,6 -0,6 = 6,8 V, więc w tym przykładzie musi rozproszyć 6,8 * 0,2 = 136 mW. Jeśli jest to dioda LED o natężeniu 300 mA, liczba ta wzrośnie do ponad 2 W. Sprawdź także moc rezystora czujnikowego dla wyższych prądów. Rezystor musi być przeszacowany, aby uniknąć samonagrzewania i wynikającej z niego zmiany rezystancji / prądu.

UWAGA 3: Jako odniesienie, przy twoim zakresie napięcia możesz użyć rezystora z pojedynczym spadkiem. Jednak w najgorszym przypadku trzeba go dostosować do wielkości 20 mA przy 9 V, więc potrzebny byłby rezystor 350R z diodą 2 V. Gdy spadniesz napięcie do 6,5 V, dioda LED osiągnie tylko około 13 mA, więc będzie znacznie ciemniejsza.

To zniekształcony sterownik prądu stałego. Lewe złącze BE jest równoległe do dolnego prawego rezystora, co powoduje stały prąd przez prawy tranzystor.

Powodem, dla którego mówię, że jest zniekształcony, jest to, że GPIO powinno znajdować się tam, gdzie jest lewy rezystor, podłączony do obu tranzystorów, a prawy rezystor powinien łączyć się z ziemią.