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超低電壓供電的LED驅動電路

admin @ 2014-03-19 , reply:0

概述

超低電壓供電的LED驅動電路用於白光LED正向電壓一般為3~5V,用一節電池驅動白色LED顯然存在種種困難。本設計利用單柵施密特倒相器,的74HC14或者NC7SP14的超低工作電壓性能(圖1)。當首……

超低電壓供電的LED驅動電路
用於白光LED正向電壓一般為3~5V,用一節電池驅動白色LED顯然存在種種困難。本設計利用單柵施密特倒相器,的74HC14或者NC7SP14 的超低工作電壓性能(圖1)。當首先加上電池電源時,肖特基二極體D1導通,大家熟悉的施密特觸發器非穩態多頻振蕩器開始振蕩,振蕩頻率取決於定時元件C2和R1。當IC1的輸出變為高電位時,晶體管Q1導通,電感器L1中的電流開始逐漸增大。
電容值和R1的阻值應選擇得能產生幾微秒的時間常數,從而允許電感器L1的電感值很小。例如,一個參數值分別為C2=68 pF,R1=39 kΩ和L1=47μH的測試電路在VBATT=1V時產生約為150 kHz的工作頻率。由此得到的tON=3μs這一參數值可導致約為65 mA的峰值電感器電流,並使白色LED產生極高的亮度。即使VBATT小至500 mV,相應的33 mA峰值電流仍可產生足夠的LED發光強度。
為了在最低電源電壓下維持高峰值電流,並因而產生足夠的LED亮度,電感值應該儘可能小些。然而,L1也不能太小,否則峰值電流在VBATT為最大值時就可能超過LED的額定最大電流。切記電感器應該有足夠大的額定電感值,以保證其在最大峰值電流值時不會飽和。開關晶體管Q1應該具有很低的飽和電壓,以便將損耗降到最低併產生儘可能最高的峰值電流。增加D3和C4兩個元件,能使電路產生一個輔助電源電壓VAUX,供用來驅動低功耗電路,而不會對LED的亮度產生不利影響。在電池電壓為1V時,該測試電路能使白色LED產生良好的發光強度,並可向輔助負載輸出4.7V電壓和幾乎1.5 mA的電流。即使在VBATT=500 mV時,該測試電路也可為10kΩ負載提供340 μA的電流,並維持足夠大的LED亮度。要注意的是,IC1無法從輔助電路獲得供電,因為VAUX很容易超過所建議的兩類器件的最大額定電壓。
電阻浪費電能。該電路儘管非常簡單,但卻能使高亮度LED產生引人入勝的效果。在將L1降低到10μH和VBATT=1V的條件下,該電路能在Luxeon LXHL-PW01白色LED中產生了220 mA的峰值電流,從而產生耀眼的光強度。


 


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