¿Driver led lineal ajustable? Lineal, no PWM

Estoy trabajando en un producto que requiere un led para corrientes de salida que varían de 0 mA a 350 mA y tantos niveles posibles en el medio (supongo que ~ 1000 sería suficiente). NO PUEDO enviar una señal PWM al LED porque eso anularía el propósito de mi producto (esto es importante).

¿Alguien conoce un circuito integrado que permita este nivel de control de corriente? De lo contrario, ¿alguien tiene una idea de cómo podría construir un circuito para hacer esto? He pensado en las fuentes de corriente controladas por voltaje construidas con amplificadores operacionales, pero no tengo experiencia con estos ni conozco ningún circuito específico.

También debe poder funcionar con baterías.

El LED se moverá a una velocidad extremadamente rápida a través del aire y debe mantener un haz de luz sólido en lugar de un parpadeo. por eso no puedo usar PWM.

¿Por qué no puedes usar PWM? ¿Incluso después de suavizar con una red RC?
Hiciste otra pregunta similar: electronics.stackexchange.com/questions/19877/… . ¿Cuál realmente quieres que te responda?
Probablemente no quiera lidiar con el reloj del PWM o el ruido de conmutación.
El LED se moverá a velocidades extremadamente rápidas a través del aire y el uso de PWM haría que sea un LED parpadeante en lugar de una corriente sólida que atraviesa el aire. A menos que sepa de una manera de suavizar esto? No tengo mucha experiencia con PWM para saber si es posible.
¿Cuál es la tasa de cambio requerida del brillo de los LED?
Sería una muy, muy, muy buena idea explicar su requisito con suficiente detalle para que tengamos la mitad de posibilidades de responderlo en el primer intento, y no dividirlo en 2 preguntas a menos que sean sustancialmente diferentes (que pueden ser) . PUEDES hacer PWM tan rápido que no parpadee visualmente en movimiento. Saber si está montando un bronco, un tren bala o una bala ayudaría. / PUEDE usar PWM y suavizarlo a CC para que NO haya parpadeo (visual u otro). / Nadie puede distinguir 1000 niveles de brillo a simple vista. Si nos dices por qué necesitas tantos niveles, nos ayudarás a ayudarte.
1000 niveles de intensidad es una exageración. Como dice Russell, nadie puede distinguir tantos niveles. IMO 32 (5 bits) más o menos debería funcionar.
Los LED que se mueven rápidamente a través del aire usan PWM. Simplemente usan una frecuencia de modulación alta (en el rango de MHz). Convierta el tamaño de su "píxel" en tiempo y asegúrese de que haya algunos ciclos de PWM en ese tiempo. Además, un filtro RC en la salida PWM puede suavizar las cosas, pero es menos eficiente.
Russel, sobre "PUEDE usar PWM y suavizarlo a CC para que NO haya parpadeo", ¿podría echar un vistazo a mi pregunta electronics.stackexchange.com/questions/28937/… sobre exactamente esto y decirme cómo diseñar tal? un filtro para NO parpadeo? Sin embargo, la respuesta de Olin también tiene algunas ideas muy buenas.
Es posible que se requieran 1000 niveles de corriente uniformemente espaciados que fluyen a través del LED para tener pasos lo suficientemente pequeños mientras se manejan los niveles de brillo más bajos. En los niveles de brillo más grandes, probablemente obtendrá buenos resultados saltándose algunas docenas de esos 1000 pasos a la vez. La relación de brillo/corriente del LED y la sensibilidad ocular son más pronunciadas en las áreas de poca luz.

Respuestas (4)

Para una opción "todo en uno", el ADB8810 se parece bastante al tipo de cosas que desea. Si busca "corriente programable" en, por ejemplo, dispositivos analógicos, Nat Semi, Linear Tech, TI, Maxim, etc., probablemente encontrará bastantes opciones como esta.

Otra opción sería usar un DAC (o, de hecho, un potenciómetro si no hay uC involucrado) para controlar un amplificador operacional con un transistor configurado como fuente de corriente.

Para ~1000 niveles, necesitaría 10 o más bits, por lo que esto sería bastante económico.

Algo como este circuito podría hacer:

VCCS

VCCSsim

El transistor podría ser cualquier NPN o MOSFET (con Vth apropiado) o Darlington capaz de hundir la corriente necesaria (EDITAR, como menciona Wouter, el 2N2222 no es una buena opción, algo en un paquete clasificado para mayor potencia, por ejemplo, un paquete TO-220 sería ser mejor)
Opamp debe ser de entrada / salida de riel a riel si es posible para facilitar las cosas.
La resistencia de detección de 1 ohm se puede cambiar para adaptarse a la corriente requerida. Esto se configuró para generar 1 mA por 10 mV de entrada, por lo que 3,5 V produce 350 mA (en la entrada opamp en realidad es 1 mA por 1 mV, el divisor de resistencia divide la entrada DAC por 10)

Creo que el 2n2222 mencionado en el diagrama es un poco pequeño para 0,35 A a un voltaje razonable. Como mínimo, debe enfriarse (Pmax = 1,2 W para una temperatura de caja de 25 °C, que es optimistamente baja).
@Wouter: estoy de acuerdo, aunque el número de pieza no fue una recomendación (consulte el último párrafo de la respuesta) El 2N2222 es solo el primer transistor en la lista en LTSpice y el que siempre uso para ejemplos rápidos :-) Lo intentaré y recuerde cambiar el número de pieza a una pieza adecuada para evitar confusiones en el futuro.

Todavía puede usar PWM para ajustar el nivel de la unidad. Lo que realmente estás diciendo es que no quieres que el LED parpadee. Esto se puede lograr mediante el filtrado de paso bajo de la salida PWM y luego usándolo para controlar el LED. Hay muchas formas de promediar una señal PWM para que, en última instancia, ese promedio controle el LED en lugar de los pulsos individuales. Aquí hay una manera simple:

Siempre que la salida PWM es alta, Q1 se hunde unos 20 mA. Cuando está bajo, se hunde 0. La corriente promedio en el colector de Q1 es, por lo tanto, proporcional al ciclo de trabajo de PWM. Toda esta corriente eventualmente debe pasar por el LED ya que el capacitor no puede conducir corriente a largo plazo. C1 y R2 filtran paso bajo los pulsos de corriente individuales para que la corriente a través del LED sea el promedio, no los pulsos de encendido/apagado individuales.

Digamos que está usando algo como un PIC 24H para hacer el PWM. Puede funcionar a una velocidad de instrucción de 40 MHz, que también es el reloj PWM máximo para las salidas PWM regulares (hay un periférico PWM especial de alta velocidad que puede ir mucho más alto, pero eso no es necesario aquí). Para obtener 1000 niveles de salida diferentes, eso significa que la frecuencia PWM será de 40 kHz o 25 µs por pulso. En el punto medio, el condensador se drena a una velocidad de 10 mA y eso sucederá durante 12,5 µs. (10mA)(12,5µs)/22µF = 5,7mV. Eso es cuánto variará el voltaje en el capacitor de pico a pico en el peor de los casos. Eso dividido por 180 Ω es 32 µA, que es cuánto variará la corriente a través del LED. Eso es 0,16% de la escala completa o una parte en 630, lo que es imposible de ver para los humanos.

¡muchas gracias! esto fue muy útil. Estoy trabajando en su explicación y, por alguna razón, estoy realmente confundido acerca de cómo obtuvo la tasa de drenaje del condensador de 10 mA. Sé que esto no es difícil, pero ¿podría explicarlo rápidamente?
@Peter: el circuito está configurado para aproximadamente 20 mA al 100% del ciclo de trabajo PWM. Al 50%, la corriente promedio será de 10 mA. Durante la fase de activación de PWM, Q1 se hunde 20 mA. A la mitad de la salida, el LED usa 10 mA de eso y 10 mA carga el capacitor. Durante la fase de apagado, la corriente del LED proviene de la tapa, por lo que se descarga en 10 mA. Hice el cálculo al 50 % del ciclo de trabajo porque eso causa la ondulación en el peor de los casos.
@Olin ¿Cuál es el papel de la resistencia R1 en el circuito anterior?
@m.Alin: R1 controla la cantidad de Q1 actual que puede hundirse cuando su base se eleva. Digamos que la caída de BE es de 700 mV. Cuando se aplican 3,3 V a la base, habrá 2,6 V en el emisor y, por lo tanto, a través de R1. 2,6 V / 130 ohmios = 20 mA

El LM8502 es un controlador LED IC que haría el trabajo. Puede controlar la corriente de salida, entre otras cosas.

http://www.national.com/pf/LM/LM8502.html#Resumen

Estoy seguro de que hay muchos otros controladores LED IC similares que también hacen la misma tarea.

Estoy un poco confundido acerca de este controlador... ¿Puede confirmar que la corriente de salida no usa PWM? Mis led necesitan tener una corriente lineal constante.

El optoacoplador lineal de precisión TIL300 tiene un fotodiodo adicional para retroalimentación. La hoja de datos ( http://www.ti.com/lit/ds/symlink/til300.pdf ) tiene un circuito de aplicación de ejemplo que muestra cómo se puede usar un opamp con él.

¿Driver led lineal ajustable? Lineal, no PWM
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