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- 发布日期:2024-11-23 08:19 点击次数:102
为驱动一个以上的高亮度白光LED,设计工程师需求选择是串联衔接LED或是并联衔接LED。当然,每种衔接方式都会给设计带来折衷。
并联衔接只需在每个LED两端施加较低的电压,但需求应用镇流电阻或电流源来保证每个LED的亮度分歧。假如流过每个LED的偏置电流大小不同,则它们的亮度也不同,从而招致整个光源亮度不平均。但是,应用镇流电阻或电流源来保证LED的亮度分歧将缩短电池的运用寿命。
采用串联衔接实质上能够很好保证电流的分歧性,但需求给LED串施加较高电压。为到达恰当的照亮堂度,普通白光LED需求3.6V偏置电压和最大20mA的偏置电流。
这个电路能够分红两个局部:由Q1和Q2组成的升压电路,以及由Q3和JFET1组成的控制电路。假定Q1截止,当电池电压略高于Q2的VVB时,Q2基极将流过正电流(iB=(电池电压VBE)/RJET1)。此时,Q2导通,电感L1接地。
随着L1上的电流以di/dt的速度增大,能量在L1磁场中保管起来。随着电流逐步增大,它也流过Q2的电阻RSAT(SD1和LED串处于截止状态)。Q2的集电极电压足够高,能使Q1导通。Q1的基极电压经过由R1和C1组成的前馈网络连到Q2的集电极。R1也被用来限制Q1的基极电流。
当Q1导通后,驱动Q2的基极接地,于是Q2截止,L1的能量随着磁场削弱被释放到LED串中。
L1的快速回零动作在LED串上施加了高于26V的正向偏置电压,使LED发出白光。由于人眼觉得不到LED的高频闪烁,所以该电路可提供亮度恒定的照明。当L1放电完毕后,Q1返回到截止状态。
正常工作时,这个自振荡动作反复停止,直到电池电压降落到小于Q2的VBE 与JFET1压降(大约1V)之和,这时Q2不再导通。L1、Q2的 RSAT和Q1、Q2的开关特性也会影响振荡周期和占空比。
电池组(4个碱性电池)的电压被进步到26V以上,以便向由7个串联的白光LED组成的LED串提供正向偏置。
流经R4的小直流电流(不到20uA)对Q3停止偏置, 亿配芯城 以调理JFET1的通道电阻,从而调理电池漏电流以延长电池寿命。JFET1的栅极电压比电池组电压高0.9V左右。这里p-JFET被用作耗尽型器件,当VGS等于零时,p-JFET导通。
JFET的源极衔接电池端子。设计工程师可经过进步栅极电压(比电池正电压更高)来关断该通道。栅极电压比电池电压越高,通道电阻就越大。
因而,当电池组电压从6V降落到3V时,振荡频率降落(JFET1的VGS将略有变化)。此时,LED的亮度稍微降落。理想状况下,控制环路将坚持LED电流不变。但人眼对光的灵活度服从准对数关系,因而在电池组电压降落到2V左右以前,亮度的小幅度线性降落不易被发觉。
另一种计划是坚持电池的输出功率(电流与电压之积)不变。由于存在电池内阻损耗,固然这样做可坚持LED亮度不变,但将缩短电池寿命,此外电路的复杂性也将大大进步。总之,这个简单电路的LED亮度将在整个电池寿命期间变化很小。
能够略微调理LED串的亮度,比方设计工程师经过略微改动R2的阻值来针对三极管和LED的制造偏向停止调理,这样光输出(单位:流明)可被设为固定值。
当电池组能量行将耗尽时,能够把发光暗淡的LED串短路,而只衔接一个LED,这时只需电池组还有1V的剩余电压,就能够让这个LED发出强光。这种单LED衔接方式能够应用废弃的电池提供最后紧急照明。
从平安方面思索,当运用碱性电池时一切电池必需匹配。当电池组中能量最少的电池的能量完整耗尽,而其它电池还有足够能量对能量耗尽的电池构成反向偏压时,将招致能量耗尽的电池过热并走漏乳状酸液,从而产生平安问题。
为完成电池匹配,应保证用同一包装的新电池同时改换全部4个电池。4个AA碱性电池的额定容量为4×1000mAh,这意味着LED能够连续照明约61个小时。电路原型的测试结果标明其连续照明时间为两天(48小时)多一点。
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