Guidare un LED da una tensione di ingresso ad ampio raggio

Ho lavorato su un piccolo alimentatore lineare, in grado di regolare l'uscita tra 2 V e 30 V, utilizzando l'IC LM338. Per la maggior parte si tratta di una semplice implementazione presa direttamente dalla scheda tecnica.

Voglio includere un LED "power" sulla scheda che indica quando la scheda è attiva. L'LM338 richiede che la tensione di ingresso sia ~ 5 V al di sopra della tensione di uscita. Ciò significa che la potenza in ingresso può variare a seconda dello scenario di utilizzo da ca. 5 V a 35 V. Non sono sicuro di quale sia il modo migliore per pilotare un LED di potenza sulla scheda, dato questo voltaggio di ingresso molto ampio.

Apparentemente il regolatore 7805 a 5 V può tollerare un ingresso fino a 35 V, il che fornirebbe una tensione "nota" per la trasmissione di un LED. Tuttavia, questo sembra un po 'eccessivo / costoso e probabilmente avrebbe problemi di calore. Non penso di poter utilizzare un resistore di grandi dimensioni, poiché a tensioni più basse il LED non si illuminerebbe o sarebbe molto fioco? Mi chiedevo un driver LED a corrente costante ma non sono riuscito a trovare una parte adatta.

Gradirei alcuni suggerimenti di progettazione su come includere un LED di accensione nel mio progetto tenendo conto dell'ampio intervallo di tensioni di ingresso. Grazie

Modifica chiarificazione: la mia scheda di alimentazione ha un'intestazione a tre vie e un ponticello a 2 pin per cambiare la modalità operativa da una tensione fissa (A) o regolabile (B). Per le tensioni fisse, come 3,33 V, 5 V, 12 V, un DIP switch per pianoforte viene utilizzato in combinazione con vari resistori 0,1% o 1%. Per il funzionamento a tensione regolabile, il ponticello collega il pin ADJ LM338 tramite un potenziometro lineare 5K.

power-supply led design

Risposte:

Presupposto: il requisito è un indicatore di "alimentazione regolata disponibile", piuttosto che semplicemente un "alimentatore di rete acceso", poiché quest'ultimo non sarebbe influenzato dalla tensione variabile dell'alimentatore come menzionato.

I LED sono essenzialmente dispositivi a corrente, non a tensione. Finché la tensione di alimentazione è almeno pari alla tensione diretta nominale del LED (più qualsiasi headroom per i circuiti di regolazione della corrente) e la corrente attraverso il LED è regolata su un valore desiderato, il LED sarà acceso a una costante intensità. I LED indicatori tipici sono comunemente progettati per una corrente di 20 mA, ma funzionano in modo eccellente a 10 mA.

Il modo più semplice per ottenere un'illuminazione costante da un LED attraverso una vasta gamma di tensioni di alimentazione è utilizzare un circuito di pilotaggio a corrente costante.

Questo può essere fatto usando, ad esempio, un LM317 come sorgente di corrente costante :

schematico

In alternativa, utilizzare un dispositivo a 2 terminali a corrente costante come SuperTex CL220 o CL2 , semplicemente cablato in serie con il LED. In altre parole, è semplice come usare un resistore limitatore di corrente con il LED, solo con una di queste parti invece del resistore.

— Anindo Ghosh
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Quando si utilizza un LM317 nella precedente configurazione del "regolatore di corrente", l'IC si surriscalda nello stesso modo in cui funziona quando si lavora come un regolatore di tensione (cioè, avrò bisogno di un dissipatore di calore se l'ingresso è 30 V)? Inoltre, grazie per il collegamento al Supertex CL2, non li avevo visti - nel pacchetto TO-92 questo sarebbe un costo simile ma uno spazio sulla scheda più piccolo di una soluzione LM317 o 7805 che è eccezionale.

@ j-roc La dissipazione di potenza dell'LM317 sarebbe la differenza di tensione per la corrente (10 mA se segui il mio suggerimento sopra). Sono 270 mW di calore se si ipotizza una caduta di 3 Volt sul LED, fino a 300 mW se si interrompono i cavi del LED. Non proprio una grande preoccupazione, sospetto. Le parti SuperTex sono piccole meraviglie: ho provato alcune di quelle famiglie di parti e da allora non ho mai smesso di imprecare.

— Anindo Ghosh,

Dato che l'LM338 richiede una corrente di carico minima di circa 5 o 10 mA per funzionare correttamente, perché non utilizzarlo per il LED. Aggiunta di un transistor PNP come mostrato di seguito dovrebbe essere OK Penso che: -

inserisci qui la descrizione dell'immagine

Se la beta del transistor PNP è 400 o superiore (BC557C) e R1 è nell'ordine di 1k ohm, l'introduzione del PNP genererà un piccolo errore di offset nella tensione di uscita. In effetti $\frac{10mA}{400} mA = 25\mu A$ modificherà la corrente R1 effettiva da 1,25 mA a 1,275 mA incorrendo in uno spostamento statico dell'uscita di tensione del 2%. Poiché questa applicazione è per un alimentatore variabile / regolabile, non vedo questo come un problema.

— Andy aka
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Questa è una soluzione geniale, mi piace. È meno costoso rispetto all'utilizzo di un altro regolatore lineare. Tuttavia, per quanto riguarda il tuo commento sul Vout shift del 2%, questo non è l'ideale in quanto sto usando LM338 in modalità fissa e variabile. Si prega di vedere la mia modifica chiarimento sopra.

@ j-roc qual è il valore più alto di R1 nelle tue applicazioni fisse?

— Andy aka

R1 è sempre 120R 0,1% per il mio circuito. Penso che forse intendi R2 che viene utilizzato per regolare l'output. Nella modalità fissa, il valore più alto di R2 è 750R.

@ j-roc No, intendo R1 - questo è il resistore "bypassato" dalla corrente di base e ho detto che darebbe un errore del 2% quando si presume che R1 sia 1k ohm. Ora che R1 è sempre 120R, l'errore scenderà a circa lo 0,24% ed è piuttosto basso. Dato che Vref è 1,25 +/- 4%, certamente dovrebbe essere considerato come minuscolo e metterei in dubbio la necessità di resistori 0,1% perché non importa quanto siano buoni i resistori ci sarà una variazione che significa che la tensione di uscita sarà fino a 4 % diversa dai tuoi calcoli.

— Andy aka

OK, sembra che non sarà un problema allora. Grazie per il chiarimento. Anche se questa è un'ottima soluzione, dopo alcune considerazioni ho deciso di andare con il SuperTex CL2 IC suggerito da Anindo sopra (un peccato che non posso contrassegnare entrambi come risposte accettate!).