Fuente de corriente constante 0-10A controlada digitalmente para los LED de control

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Estoy buscando construir un circuito para controlar LED individuales de alta potencia. El circuito se controlará desde una serie de pines TTL: uno para habilitar / deshabilitar, y ~ 4-6 para ajustar el brillo a través de la corriente.

Los LED se activarán de forma continua hasta 1A (a 2 - 3.5V), y se pulsarán a corrientes más altas / por encima de las especificaciones de hasta ~ 10A. Los pulsos serán del orden de 1-100 ms, y estarán separados por unos pocos segundos. Los tiempos de subida y caída no necesitan ser ultrarrápidos, sino que deben ser inferiores a 500. El PWM podría potencialmente usarse dentro del régimen 0-1A, pero definitivamente necesitaré algún tipo de control de corriente para alcanzar las corrientes más altas.

Parece que hay un montón de circuitos integrados de controlador de LED comerciales que hacen este tipo de cosas, pero no he podido encontrar ninguna que pueda controlar las corrientes que usaré. Además de eso, no estoy seguro de cuál es la mejor manera de controlar la corriente usando TTL: ¿quizás a través de un DAC a un amplificador operacional a un transistor de potencia? No estoy seguro de cuál es la mejor manera de abordar esto de manera eficiente.

Estoy planeando usar una PSU de computadora vieja para alimentar todo el circuito, a través del riel de 5V o 10V. Si hay algún problema obvio con esta, o mejores opciones, me encantaría escucharlas.

¡Gracias! Cualquier sugerencia será muy apreciada.

(Un descargo de responsabilidad: Tengo una buena comprensión de los fundamentos de la electrónica, pero no tengo ninguna experiencia real en EE. Por lo tanto, entiendo qué hacen los diferentes transistores o capacitores en teoría, pero no tengo una idea intuitiva de qué componentes son los Mejores soluciones para las cuales tareas en la realidad.)

Actualización 22/3

Pensando un poco más en esto, creo que en realidad necesito dos circuitos separados para dos tareas diferentes. Uno simplemente actuará como un interruptor para dirigir individualmente cuatro LED en una cadena alimentada por una fuente de alimentación CC estándar (tengo una caja de PowerDucks LuxDrive disponible para esto). Algo así como lo siguiente (ignora la nota de + 5V; es un carril de corriente constante, pero mi software de dibujo de circuitos freeware no parece admitir eso):

peroconcuatrodelosbloquesconmutadosMOSFETencadenadosenserie.CincocontrolesTTLcomoentradas,queproporcionanuninterruptordeactivación/desactivación+cortocircuitoselectivoencadaunodeloscuatroLED.VishaySIA406-DJMOSFETparecequefuncionaríanaquí;Noestoysegurodesilosdiodossonsiquieranecesarios,perosiesasí,nocreoquedebanseralgoespecial.

Miprimerapreguntaaquí:comolasseñalesTTLprovendrándeuninstrumentoextremadamentecostoso,megustaríausaroptoaisladoresparaprotegerlo.Nuncaheusadoestoantes(ysoloestoyfamiliarizadoconceptualmenteconellos):tomandoelcircuitoquesemuestraarriba,¿puedosimplementecolocaroptoaisladoresentrelaentradaTTLylaspuertasdelosMOSFET?Ensegundolugar,¿cómodeberíamolermejorestos?Elinstrumentodecontroltienesupropiabaseinterna;¿Necesitoconectarlodealgunamanera,opuedopasarloscablesdirectamentedesdelospinesTTLaunaPCBconconexiónatierraexterna?

Lasegundaplaca(lapropuestaoriginal)suministraráunacorrientedecanaldeLEDconcorrientecontroladadigitalmenteenelrango0-1AparailuminaciónCW,y1-10Aparapulsos.Paraesto,pretendousarlacapacidaddeatenuaciónanalógicadelInfineonILD4001juntoconunDACparavariarlacorriente,conelcambiodeMOSFETcomoantes.

El interruptor físico se usa para cambiar entre 1A (hasta \ $ R_1 \ $) y 10A (hasta \ $ R_2 \ $ ) control

El ILD4001 usa una sola entrada EN para encendido / apagado, PWM y control analógico de la salida de corriente. La atenuación analógica se logra estableciendo \ $ V_ {in} = 0.5 \ sim 2.4 V \ $, con una relación en gran parte lineal entre 1.0 V (25% actual) y 2.1 V (90% actual). Para lograr esto, me gustaría alimentar 4 bits de entrada a través de un DAC, con la configuración completa cambiada por un 5to bit, así:

... con la salida conectada al pin EN del circuito del controlador. Nuevamente, los cinco bits de control deben estar aislados ópticamente de la fuente de señal.

    
pregunta Thomas MacDonald

1 respuesta

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Hay numerosos controladores que pueden manejar esta corriente:

En Linear Technology , MaximIntegrated , Infineon y ST para nombrar pero unos pocos. Sin embargo, hay más.

Lo que necesitará es una solución no monolítica, lo que significa que el interruptor que controla los LED es externo al controlador.

Eso significa tener cuidado al elegir el interruptor para garantizar que permanezca en su área de operación segura . Las hojas de datos de los fabricantes de controladores generalmente brindan una buena guía de inicio, que luego se utilizará para elegir un interruptor apropiado.

Le sugeriría encarecidamente que utilice un controlador diseñado específicamente para la tarea, y la mayoría de ellos tiene una mezcla de control de brillo analógico y PWM. Tratar de "rodar los tuyos" puede estar lleno de problemas, y considerando que el costo de los controladores es de unos pocos dólares como máximo, se obtiene la mejor oportunidad de éxito usando este enfoque.

[Update◆

El ILD4001 se ve bien (aunque es un poco ligero en la información de diseño), pero desconfiaría de usar cualquiera de los FET recomendados para pulsos de 10A.

El funcionamiento seguro son curvas para ambos dispositivos que muestran que 10A \ $ I_D \ $ se encuentra en el área limitada por \ $ R_ {ds (on)} \ $, y normalmente no usaría un dispositivo en esta zona.

ProbablementemegustaríaalgomásparecidoalVishaySiliconix Si7478DP .

Gráfico SOA:

Hay un poco de margen debajo de la línea de límite \ $ R_ {ds (on)} \ $ (y como estaría haciendo pulsos cortos, no debería haber ningún problema).

    
respondido por el Peter Smith

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