Pilotage d'une LED à partir d'une tension d'entrée étendue

Je travaille sur une petite alimentation linéaire, capable d'une sortie régulée entre 2V et 30V, en utilisant le LM338 IC. Il s'agit pour la plupart d'une implémentation simple tirée directement de la fiche technique.

Je veux inclure une LED "alimentation" sur la carte indiquant quand la carte est sous tension. Le LM338 exige que la tension d'entrée soit ~ 5V au-dessus de la tension de sortie. Cela signifie que la puissance d'entrée peut varier en fonction du scénario d'utilisation, d'env. 5V à 35V. Je ne sais pas quelle est la meilleure façon de piloter une LED d'alimentation sur la carte compte tenu de cette tension d'entrée étendue.

Apparemment, le régulateur 7805 5V peut tolérer jusqu'à 35V d'entrée, ce qui fournirait une tension `` connue '' pour piloter une LED. Cependant, cela semble un peu exagéré / cher et aurait probablement des problèmes de chaleur. Je ne pense pas que je puisse utiliser une grande résistance, car à des tensions inférieures, la LED ne s'allumerait pas ou serait très faible? Je me suis interrogé sur un pilote LED à courant constant, mais je n'ai pas trouvé de pièce appropriée.

J'apprécierais quelques suggestions de conception sur la façon d'inclure une LED de mise sous tension dans ma conception en tenant compte de la large plage de tension d'entrée. Merci

Édition de clarification: Ma carte d'alimentation a un en-tête à trois voies et un cavalier à 2 broches pour changer le mode de fonctionnement de la tension fixe (A) ou la tension réglable (B). Pour les tensions fixes, telles que 3,33 V, 5 V, 12 V, un commutateur DIP pour piano est utilisé conjointement avec diverses résistances de 0,1% ou 1%. Pour le fonctionnement à tension réglable, le cavalier connecte la broche LM338 ADJ via un potentiomètre linéaire 5K.

power-supply led design

Réponses:

Hypothèse: L'exigence est pour un indicateur de "puissance régulée disponible", plutôt que simplement une "alimentation secteur en marche", car ce dernier ne serait pas affecté par la tension variable de l'alimentation électrique comme mentionné.

Les LED sont essentiellement des dispositifs alimentés par le courant et non par la tension. Tant que la tension d'alimentation est au moins égale à la tension directe nominale de la LED (plus toute marge pour les circuits de régulation de courant), et que le courant traversant la LED est régulé à la valeur souhaitée, la LED sera allumée à une constante intensité. Les voyants indicateurs typiques sont généralement conçus pour un courant de 20 mA, mais fonctionnent parfaitement à 10 mA.

Le moyen le plus simple d'obtenir un éclairage constant à partir d'une LED sur une large gamme de tensions d'alimentation est d'utiliser un circuit d'attaque de courant constant.

Cela peut être fait en utilisant, par exemple, un LM317 comme source de courant constant :

schématique

Vous pouvez également utiliser un appareil à 2 bornes à courant constant tel que le SuperTex CL220 ou CL2 , simplement câblé en série avec la LED. En d'autres termes, c'est aussi simple que d'utiliser une résistance de limitation de courant avec la LED, juste avec une de ces pièces au lieu de la résistance.

— Anindo Ghosh
source

Lors de l'utilisation d'un LM317 dans la configuration de «régulateur de courant» ci-dessus, le circuit intégré chaufferait-il de la même manière que lorsqu'il fonctionne en tant que régulateur de tension (c'est-à-dire, aurai-je besoin d'un dissipateur thermique si l'entrée est de 30 V)? De plus, merci pour le lien vers le Supertex CL2, je ne les avais pas vus - sous forme de boîtier TO-92, ce serait un coût similaire mais un espace de carte plus petit qu'une solution LM317 ou 7805, ce qui est génial.

@ j-roc La dissipation de puissance par le LM317 serait la différence de tension multipliée par le courant (10 mA si vous suivez ma suggestion ci-dessus). C'est 270 mW de chaleur si vous supposez une chute de 3 volts sur la LED, jusqu'à 300 mW si vous court-circuitez les fils de LED. Pas vraiment une énorme préoccupation, je suppose. Les pièces SuperTex sont de petites merveilles - j'ai échantillonné quelques-unes de cette famille de pièces, et je n'ai cessé de jurer depuis.

— Anindo Ghosh

Étant donné que le LM338 nécessite un courant de charge minimum d'environ 5 ou 10 mA pour fonctionner correctement, pourquoi ne pas l'utiliser pour la LED. L'ajout d'un transistor PNP comme indiqué ci-dessous devrait être OK, je pense: -

entrez la description de l'image ici

Si la bêta du transistor PNP est de 400 ou plus (BC557C) et R1 est de l'ordre de 1k ohm, l'introduction du PNP donnera lieu à une petite erreur de décalage dans la tension de sortie. En effet $\frac{10mA}{400} mA = 25\mu A$ modifiera le courant R1 effectif de 1,25 mA à 1,275 mA, entraînant un décalage statique de la sortie de tension de 2%. Comme cette application concerne une alimentation variable / réglable, je ne vois pas cela comme un problème.

— Andy aka
source

C'est une solution ingénieuse, j'aime ça. C'est moins cher que d'utiliser un autre régulateur linéaire. Cependant en ce qui concerne vos commentaires sur les 2% Vout changement, ce n'est pas idéal comme j'utilise le LM338 dans les deux modes fixes et variables. Veuillez voir ma clarification clarifier ci-dessus.

@ j-roc quelle est la valeur la plus élevée de R1 dans vos applications fixes?

— Andy aka

R1 est toujours 120R 0,1% pour mon circuit. Je pense que vous voulez peut-être dire R2 qui est utilisé pour régler la sortie. En mode fixe, la valeur la plus élevée de R2 est 750R.

@ j-roc Non, je veux dire R1 - c'est la résistance qui est "contournée" par le courant de base et j'ai dit qu'elle donnerait une erreur de 2% lorsque R1 est supposé être de 1k ohm. Maintenant que R1 est toujours 120R, l'erreur tombera à environ 0,24% et c'est assez faible. Étant donné que Vref est de 1,25 +/- 4%, il devrait certainement être considéré comme minuscule et je remettrais en question la nécessité de résistances de 0,1% car peu importe la qualité des résistances, il y aura une variation qui signifie que votre tension de sortie sera jusqu'à 4 % différent de vos calculs.

— Andy aka

OK, ça ne va pas être un problème alors. Merci pour la clarification. Bien que ce soit une excellente solution, après mûre réflexion, j'ai décidé d'utiliser le CI SuperTex CL2 suggéré par Anindo ci-dessus (dommage que je ne puisse pas marquer les deux comme des réponses acceptées!).