Вход |  Регистрация
 
 
Время электроники Среда, 22 января
 
 

Это интересно!

Ранее

Светодиодные лампы как альтернатива галогенным

В данной статье на конкретном примере показано развитие современных энергосберегающих технологий, и разобраны причины, по которым эти технологии самостоятельно, без помощи государства или международных фондов, находят свое место на современном рынке.

Рекомендации при выборе дисплеев для мобильной аппаратуры

Дисплей — один из ключевых компонентов большей части электронной аппаратуры. Свыше 90% продаваемых сегодня потребительских товаров оснащено дисплеями. Они используются в телевизорах с ЖК- и плазменными экранами, мониторах компьютеров, DVD- и AV/CD-плеерах. В еще большей мере, чем в домашних применениях, дисплеи используются в современных встраиваемых системах и измерительных приборах для организации пользовательского интерфейса, предоставляя средства настройки и отображения.

Перспективные дисплейные технологии

Данный обзор создан на основе анализа материалов конференции очередного симпозиума SID'09, проходившего в этом году в Сан-Антонио, шт. Техас. В статье представлены наиболее значимые и перспективные технологии, позволяющие существенно улучшить параметры дисплеев и их эргономику. Снижение потребления дисплейных устройств – главное направление в современных разработках. Особенно эта задача актуальна для мобильных устройств и ноутбуков, где уменьшение потребления позволяет увеличить ресурс работы устройства в автономном режиме без подзарядки аккумуляторов.

 

7 декабря

Драйверы для светодиодных источников света ON Semiconductor

В статье сделан обзор драйверов светодиодов компании ON Semiconductror. В первую очередь рассматриваются новые типы продукции, которые появились в номенклатуре светодиодных драйверов ON Semi в этом году.



П

о мере расширения сфер и объемов применения светодиодных источников света растет потребность и в драйверах светодиодов, которые выпускают десятки фирм, включая таких известных производителей как TI, National Semiconductor, Maxim, IR, STM, Linear Technologies, Analog Devices. Широкую номенклатуру светодиодных драйверов с использованием различных технологий преобразования энергии выпускает и компания ON Semiconductor. Основная линия стратегии фирмы — обеспечение высокой эффективности преобразования энергии при малых размерах изделий, их невысокой цене и высокой степени надежности.
Номенклатура драйверов ON Semi постоянно обновляется и расширяется в соответствии с требованиями рынка. За последний год линейка светодиодных драйверов была расширена в основном за счет продукции фирмы Catalyst Semiconductor Inc., которая была приобретена ON Semi в октябре 2008 г. Микросхемы драйверов Catalyst Semiconductor Inc. сохранили в названии префикс CAT. В активе этой фирмы разработки линейных светодиодных драйверов, драйверов с емкостным преобразованием энергии, а также индуктивных Step Up/Step Down-драйверов для мощных светодиодов.

Одноканальный генератор тока NUD4001

Микросхема представляет собой управляемый генератор тока до 0,5 А. Драйвер может управлять цепочкой мощных светодиодов и использоваться в системах с различными напряжениями питания 5,0; 12 или 24 В. С помощью внешнего резистора, подключаемого к выводам REXT и VIN, можно задать выходной ток NUD4001 в диапазоне 5…500 мA. При этом максимальное выходное напряжение может достигать 28 В при входном напряжении 30 В. Внутренние цепи микросхемы поддерживают постоянство выходного тока во всем диапазоне температур и входного напряжения. Таким образом удается добиться постоянства светового потока излучения светодиодов во время всего цикла разряда батареи питания.
Особенностью драйвера NUD4001 (см. рис. 1) является наличие вывода Boost, который обеспечивает возможность подключения внешнего силового транзистора для дополнительного увеличения суммарного выходного тока нагрузки. Коммутируя подключение вывода GND драйвера к общей шине, можно осуществлять PWM-регулирование яркости излучения светодиодов. Драйвер производится в корпусе SOIC-8 (NUD4001DR2G) для температурного диапазона
−40…125°C.

Рис. 1. Структура драйвера NUD4001

Основное назначение драйвера — электронный балласт для автомобильных светодиодных ламп (габариты, поворотные фонари, стоп-сигналы, освещение салона). Входные цепи питания выдерживают броски напряжения до 60 В. Микросхема может также использоваться в качестве источника тока в недорогих зарядных устройствах для мобильной аппаратуры. На рисунке 2 показана схема применения драйвера для питания источника освещения салона в автомобиле. В качестве светодиодов используются 1-Вт светодиоды Cree CLN6A-MKW с теплым белым спектром. Прямое падение при номинальном токе (250 мА) составляет на нем около 3,6 В.

Рис. 2. Схема применения драйвера NUD4001 для питания автомобильной светодиодной лампы освещения салона

Светодиодный линейный драйвер CAT4101

Микросхема драйвера обеспечивает больший рабочий ток (до 1 А), а также регулировку яркости за счет использования ШИМ-модуляции. При питании от 12-В аккумулятора драйвер может управлять параллельной цепочкой из 2—3 светодиодов мощностью 1…3 Вт. Драйвер преимущественно ориентирован на использование в конструкции светодиодных автомобильных ламп (габариты, фары стоп-сигнала, фонари поворота), а также в светодиодных модулях для освещения салона автомобиля. На рисунке 3 показаны светодиодные лампы стоп-сигнала и двунитевые лампы «стоп-сигнал — поворот» мощностью 21 Вт, в которых используются линейные драйверы. В данных вариантах конструкции применяются более мощные светодиоды 1…3 Вт и дополнительный радиатор для охлаждения. Схема включения драйвера CAT4101 показана на рисунке 4. Уровень тока задается внешним резистором Rset.

Рис. 3. Лампы стоп-сигнала и двунитевые лампы «стоп-сигнал – поворот»

Рис. 4. Схема включения драйвера CAT4101

Драйвер для приборных автомобильных индикаторов

Многоканальный драйвер CAT310 ориентирован в основном на использование в автомобильном секторе. Основное назначение — управление индикаторами, расположенными на приборной панели автомобиля (дискретные индикаторы состояния автомобильных систем, графические полоски расходомеров и т.д.), но может с успехом использоваться для управления кластерными светодиодными источниками света в других приложениях. Рабочие токи — до 50 мА. Основные достоинства — работа в широком диапазоне напряжений до 40 В, что обеспечивает защиту от бросков тока в автомобильной сети, и широкий температурный диапазон: –40…125°С.
Допускается последовательное каскадирование микросхем для загрузки данных. Основная схема использования драйвера CAT310 показана на рисунке 5.

Рис. 5. Основная схема использования драйвера CAT310

Серия драйверов CAT 40xx для светодиодных экранов

Эта серия состоит из трех микросхем CAT4004, CAT4008, CAT4016, различающихся числом управляющих выходов (от 4 до 16). Загрузка данных от источника осуществляется по последовательному синхронному каналу. Диапазон регулирования: 2…100 мА. В выходных цепях драйвера не требуется установки дополнительных токозадающих резисторов. Выходные каскады выполнены по схеме LDO, прямое падение напряжения в них не более 400 мВ. Диапазон питающих напряжений 3…5,5 В. Скорость загрузки по последовательному каналу до 25 МГц. Допускается каскадирование микросхем для расширения числа управляемых каналов. Типовая схема включения драйверов CAT4016 показана на рисунке 6. Уровень тока, протекающего через светодиоды, задается одним внешним резистором Rset. Микросхема доступна в корпусах SOIC, TSSOP, QSOP и TQFN.

Рис. 6. Типовая схема включения драйверов CAT4016

Драйверы с емкостным преобразованием (CHARGE PUMP)

Драйверы с емкостным умножением напряжения предназначены для использования в аппаратуре с батарейным питанием. Диапазон входных напряжений 2,5…5,5 В. Эффективность преобразования до 93%. Частота преобразования — 1 МГц. Основные достоинства драйверов — простота и дешевизна. Малые размеры корпуса QFPN-16 (размер 3×3×0,8мм) позволяют занимать малую площадь на печатной плате. Структура драйверов предполагает защиту от коротких замыканий и обнаружение обрыва в выходных цепях.
Линейка драйверов CAT 36xx с емкостным преобразованием для мобильной аппаратуры представлена в таблице 1. Регулировка выходного тока реализована в микросхемах CAT3612…CAT3648. Ток регулируется с 16-ю градациями с шагом 2 мА через число-импульсный однопроводной интерфейс EZDim. Диаграмма управления яркостью с использованием число-импульсного кода EZDim представлена на рисунке 7. На рисунке 8 показана схема применения четырехканального драйвера CAT3604 без интерфейса регулировки яркости. Величина максимального тока устанавливается внешним резистором Rset. Работа на высокой частоте позволяет использовать керамические конденсаторы малого номинала и размера. Размеры корпуса драйвера TQFN-16 составляют 4×4 мм.

Таблица 1. Линейка драйверов CAT 36xx с емкостным преобразованием для мобильной аппаратуры

Драйвер

Число каналов

Суммарный ток

Назначение

Наличие регулировки тока

CAT3604

4

20

Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры

Нет

CAT3606

6

180

Подсветка основного и дополнительного ЖК-дисплеев в мобильных устройствах

Нет

CAT3612

2

300

Проблесковые маячки, фонари

Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™

CAT3614

4

124

Подсветка ЖК-дисплеев, полей клавиатуры

CAT3616

6

186

CAT3626

192

Есть, по интерфейсу I2С

CAT3637

180

Есть, по интерфейсу 1-wire EZDim™

CAT3636

CAT3644

4

100

CAT3647

3

CAT3648

4

 

Рис. 7. Диаграмма управления яркостью с использованием число-импульсного кода EZDim

Рис. 8. Четырехканальный Charge Pump-драйвер CAT3604

Индуктивные драйверы повышающего типа (STEP Up, Boost)

Драйверы данного типа обеспечивают повышение напряжения батарейного питания, используемого в мобильных и портативных устройствах, до уровня напряжения, достаточного для питания цепочки светодиодов. В большинстве случаев питание мобильных устройств производится от 2—3 батарей типа АА/ААА, «пальчиковых» аккумуляторов или же литиевых батарей с номинальным напряжением 3,6...4,2 В. Портативная аппаратура может также питаться от 6—8 шт. «пальчиковых» аккумуляторов или от литиевой батареи с номинальным напряжением 14,4 В. Основное назначение этой серии драйверов — управление источниками подсветки в портативной аппаратуре (камеры, GPS-навигаторы, электронные игры, ноутбуки, медиаплееры).
Основные параметры индуктивных драйверов повышающего типа приведены в таблице 2. Температурный диапазон микросхем: –40...85°С. Имеются встроенные функции автоматического выключения при падении напряжения и защита от короткого замыкания на выходе. Частота преобразования около 1 МГц. Низкое собственное потребление логики управления драйвером — около 0,6 мА.


Таблица 2. Основные параметры индуктивных драйверов повышающего типа

Тип

Uin, В

Макс. Uвых., В

Корпус

Выходной ток, мА

Число светодиодов в цепочке

Число каналов

CAT4106

3...24

36

TQFN-16

4X175

10

4

CAT4134

2,8...5,5

16

TDFN-12

2x250

3

2

CAT4139

2,2...5,5

22

TSOT-23

350

5

1

CAT4237

2,8...5,5

30

SOT-23

100

8

CAT4238

2...5,5

38

TSOT-23

10

CAT4240

8...16

SOT-23

750

NCP5050

2,7...5,5

20

WDFN-10

1200

5

На рисунках 9 и 10 показаны схемы включения драйверов с интерфейсом управления яркостью (CAT4106) и без управления (CAT4240).

Рис. 9. Типовая схема применения драйвера CAT4106

Рис. 10. Схема применения драйвера CAT4240

Драйверы мощных светодиодов понижающего типа (Buck, Step Down)

Драйверы понижающего типа применяются для тех вариантов питания, когда входное напряжение больше напряжения на линейке светодиодов, подключенных к выходу. Число возможных светодиодов в последовательной цепочке определяется диапазоном изменения входного напряжения. Драйверы могут использоваться в системах с аккумуляторным питанием (9…36 В), в том числе в транспортных средствах. Основные параметры индуктивных драйверов понижающего типа приведены в таблице 3.

Таблица 3. Основные параметры индуктивных драйверов понижающего типа

Тип

Основное назначение

Uin, В

Макс. Uвых., В

Корпус

Выходной ток, мА

Число светодиодов в цепочке

Число каналов

CAT4201

Источники света в транспортных средствах

12...24 (40)

36

TSOT-23

350

7

1

Драйверы мощных светодиодов StepUp/StepDown

В зависимости от соотношения входного напряжения и числа подключенных светодиодов в цепочке, схема драйвера может работать как в режиме повышения напряжения (StepUp), так и в режиме понижения напряжения (StepDown). Основные параметры драйверов StepUp/StepDown приведены в таблице 4. Драйверы имеют встроенный силовой транзистор и характеризуются возможностью регулировки тока через светодиоды (димминг). Высокая рабочая частота (до 250 кГц) позволяет использовать катушки индуктивности малого номинала и размера. Схема включения NCP3066 изображена на рисунке 11.

Рис. 11. Схема включения NCP3066

Таблица 4. Основные параметры драйверов StepUp\StepDown

Тип

Функция

Частота, кГц

  Uin

Ток, А

Корпуса

NCP3063

Импульсный регулятор

150

3...40

1,5

DFN-8 PDIP-8 SOIC-8

NCP3065 NCV3065

Источник тока для сверхъярких светодиодов

250

DFN-8 PDIP-8

NCP3066 NCV3066

Источник тока для сверхъярких светодиодов со входом ENABLE

DFN-8 PDIP-8

NCP5030

Драйвер для светодиодной фотовспышки, фонаря

700

2,7...5,5

0,9

WDFN-12 (ЗхЗмм)

Драйверы с префиксом NCV предназначены для применения в автомобильном секторе (индустриальный температурный диапазон –40…125°С). NCP3063 был разработан как импульсный регулятор для применения в DC/DC-преобразователях, но на его основе можно создать генератор тока для питания цепей мощных светодиодов.

Литература

1. Лев Чемакин. Компоненты ON Semiconductor для устройств питания сверхъярких светодиодов и светодиодных матриц//Новости электроники, №10, 2008.
2. Техническое описание продукции On Semiconductor.



Вы можете скачать эту статью в формате pdf здесь.
Оцените материал:

Автор: Ирина Ромадина, бренд-менеджер по продукции ON Semiconductor, ЗАО «Компэл»



Комментарии

0 / 0
0 / 0

Прокомментировать





 

Горячие темы

 
 




Rambler's Top100
Руководителям  |  Разработчикам  |  Производителям  |  Снабженцам
© 2007 - 2020 Издательский дом Электроника
Использование любых бесплатных материалов разрешено, при условии наличия ссылки на сайт «Время электроники».
Создание сайтаFractalla Design | Сделано на CMS DJEM ®
Контакты