Alimentando una gran matriz de LED

Tengo una gran matriz de LED (enorme, en realidad). Son 38 filas x 76 columnas (2888) LED en total. Los LED son de 3 mm, con una tensión nominal de 2,0 y 20 mA. Las 38 filas (positivas) se multiplexan mediante registros de desplazamiento TPIC6B595N . Sin embargo, las filas se dividen en secciones de 8 para un total de 5 secciones y la última sección contiene solo 6 filas. Cada sección tiene sus propias líneas de tierra. Luego, estas secciones se multiplexan en paralelo; esto se hace para que los LED tengan un ciclo de trabajo razonable de 1/8 en lugar de 1/38 para evitar perder demasiado brillo.

Dado que los registros TPIC6B595N solo pueden absorber corriente, están conectados a transistores PNP en el lado positivo para generar la corriente. Mi problema es que no estoy seguro de cómo distribuir la energía correctamente. Según mis cálculos, se necesitan 7,6 A (76*5*0,02) para alimentar los LED, ya que un máximo de 76*5 LED podrían estar encendidos en un momento dado. Además, es necesario alimentar un total de 55 (ceil(76/8)*5) registros de desplazamiento, y creo que la hoja de datos sugiere 150 uA para cada registro, por lo que la corriente necesaria para los circuitos integrados puede ser insignificante. Cada sumidero debe tener una resistencia (es decir, 5 * 76 = 380 resistencias), y necesito orientación para seleccionar una resistencia adecuada en función de las condiciones de energía. Por último, pero no menos importante, la matriz está impulsada por una Raspberry Pi que necesitará 800 mA.

Estoy pensando en usar un suministro estándar como 5V 10A para alimentar la matriz de LED, pero no sé cómo distribuirlo adecuadamente. No quiero que los LED se quemen si solo algunos de ellos están encendidos. Entonces, ¿cómo? ¿Evito que consuman más de 20mA de corriente? ¿Cómo haría para distribuir la energía entre varios componentes si tienen diferentes clasificaciones de voltaje y corriente?

Nota: Mi experiencia es ingeniería informática de primer año, así que tengan paciencia conmigo y guíenme si creen que hay una falla en mi diseño.

Aquí está mi mejor intento en un diagrama:ingrese la descripción de la imagen aquí

@JYelton, mis disculpas, solo lo dividí en párrafos para facilitar la lectura.
Gracias. ¿Tienes un diagrama de bloques o algo para que sea más fácil de asimilar rápidamente?
Intentaré dibujar uno y adjuntarlo.
Las fuentes de alimentación ATX (por ejemplo, la de su PC de escritorio típica) pueden generar como 30A a 5V, creo.
@vicatu encontrar una fuente de alimentación no es el problema, es la distribución de energía con la que tengo problemas.

Respuestas (1)

Dado que los registros TPIC6B595N solo pueden absorber corriente, están conectados a transistores PNP en el lado positivo para generar la corriente.

Está bien, pero es un desperdicio. TPIC6B595N es notable porque es un registro de cambio de potencia . Una lectura rápida de la hoja de datos sugiere que cada salida puede absorber 150 mA continuamente. Esto es mucho más que el omnipresente 74HC595 , que es mucho más barato. Seguiría adelante y usaría TPIC6B595N en la parte inferior, y usaría el 74HC595, mucho más económico, que maneja algunos MOSFET de potencia en la parte superior.

Esta configuración se explica con más detalle: Explique el uso de NPN y pMOSFET en este cubo LED de 8x8x8 . Deberá seleccionar un MOSFET de canal P que pueda manejar al menos toda la corriente requerida cuando todos los LED en esa sección estén encendidos. Su conclusión de este ser 7.6 A aparece sonido.

la hoja de datos sugiere 150 uA para cada registro, por lo que la corriente necesaria para los circuitos integrados puede ser insignificante.

Eso es correcto.

No quiero que los LED se quemen si solo algunos de ellos están encendidos, entonces, ¿cómo evito que consuman más de 20 mA de corriente?

Necesita una resistencia limitadora de corriente en serie con cada LED, o algún otro componente limitador de corriente . Tenga en cuenta que no puede compartir resistencias entre LED paralelos .

¿Cómo haría para distribuir la energía entre varios componentes si tienen diferentes clasificaciones de voltaje y corriente?

Su fuente de alimentación bombeará la corriente necesaria para mantener los 5 V, por lo que su vida es más sencilla si todo puede funcionar con 5 V. Los registros de desplazamiento para operación de 5V son probablemente el tipo más común. Seleccione sus resistencias LED para un suministro de 5V y ya está todo listo. No creo que tengas ningún otro dispositivo que no funcione con 5V.

Una consideración final: partes de este circuito transportarán algunas corrientes significativas. Asegúrese de comparar el ancho de trazo de la calculadora de calibre de cable (Google tiene cientos) con los trazos de alta corriente. Si sus pistas o cable no son lo suficientemente gruesos para las rutas de alta corriente, perderá una fracción significativa del voltaje de suministro y la energía en el cable y, en el peor de los casos, provocará un incendio.

Gracias por tus sugerencias. Creo que puedo salirme con la mía usando menos de 2888 resistencias, ya que estoy multiplexando. Solo se encenderá un LED en mis columnas de tierra de 8 en un momento dado, por lo que puedo poner una resistencia a tierra en cada columna para limitar el voltaje del LED que está encendido. ¿Funcionaría eso? Entonces, si estoy usando un suministro de 5V 10A y estoy limitando el voltaje a 2.0V para cada LED, ¿puedo suponer que no consumirá más de 20mA?
@hesson sí, tienes razón sobre las resistencias. editaré Simplemente no puede compartir una resistencia entre LED paralelos. La corriente a través del LED estará determinada casi en su totalidad por la resistencia que coloque en serie con él. Realmente no estás limitando el voltaje del LED; el LED caerá un voltaje aproximadamente fijo, el resto del voltaje de suministro será dejado caer por la resistencia y la resistencia de esa resistencia determinará la corriente.
Ah, eso tiene sentido, supongo que los circuitos integrados no consumirán más corriente de la que necesitan a 5V también. No había considerado los rastros de cables, gracias nuevamente por las sugerencias.
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