Inductor y Led, ¿en serie o en paralelo (inverso)?

Dado que la impedancia de una batería es esencialmente un punto muerto, en ese sentido de funcionamiento no hay mucha diferencia. Su sitio web menciona que uno incluye la batería en la ruta de descarga y que el otro no. Esa es la diferencia entre ellos, creo.

Para el caso de 1.2V, con un LED blanco de 3.3V que menciona, el inductor (cuando el pin LX suelta ese extremo) volará hasta un voltaje suficiente para sostener la corriente momentánea que fluye en el inductor. Dado que la batería ya es de 1,2V, esta será un poco más de 2,1V. Entonces, el voltaje del inductor se acumula sobre el voltaje de la batería para proporcionar suficiente para operar el LED a 3.3V.

Debido a que solo hay 2,1 V en el inductor, la corriente disminuye de acuerdo con$\frac{dI}{dt} \approx \frac{2.1V}{L}$. A medida que la corriente a través del LED disminuye un poco, el voltaje a través de él también disminuirá un poco, lo que reduce la tasa de cambio en la corriente del inductor. Pero eventualmente, llegará a cero.

Para el caso de 2,5 V, el inductor solo recibe un poco más de 0,8 V para comenzar. Esto se debe a que eso es todo lo que se necesita para agregar al voltaje de la batería de 2.5 V (si usa la configuración del primer circuito). Esto implica$\frac{dI}{dt} \approx \frac{0.8V}{L}$, que es una tasa de disminución más lenta. Eso podría ser un problema dado el oscilador que usan; un declive demasiado lento para cumplir con el tiempo deseado. Colocar el LED directamente sobre el inductor significa que el inductor retendrá casi la totalidad de los 3,3 V mientras la corriente disminuye y eso es lo suficientemente rápido para sus propósitos.

Al igual que tú, no sé mucho sobre ese IC. Así que hay algunas conjeturas arriba. Pero tal vez eso ayude un poco.

Ahora tratemos de ser cuantitativos. Encontré un sitio web (el suyo y otro) que dice que la frecuencia del oscilador es de aproximadamente 200 kHz cuando se ejecuta en 1.2V. (También podríamos deducirlo de la hoja de datos, que es probablemente cómo otros calcularon el valor). Así que usemos eso y veamos a dónde nos lleva.

A 200 kHz, cada ciclo es de aproximadamente 5$\mu$s. Si asumimos, ignorando o mejor, que el ciclo de trabajo es del 50 %, entonces eso es 2,5$\mu$s para cada medio ciclo. Una mitad se usaba para conectar a tierra un extremo del inductor para cargarlo y la otra mitad se usaba para permitir que el inductor descargara su energía.

Afirman una cifra de 21mA usando un 68$\mu$inductor H. con 2.5$\mu$Es hora de cargar usando 1.2V, eso implica un pico de corriente de aproximadamente$\frac{1.2V \cdot 2.5\mu s}{68\mu H} \approx 44mA$. Suponiendo una disminución uniforme a cero, sería un promedio de 22 mA a través del LED. Indican 21 mA, por lo que está bastante cerca y representa una pequeña pérdida allí. Con 2.1V a través del inductor durante la descarga, esto tomaría$\Delta t = \frac{68\mu H \cdot 42mA}{2.1V} \approx 1.36 \mu s$. Eso es bueno, porque solo hay 2.5$\mu$está disponible.

Pero con un voltaje mucho más bajo (0,8 V) en el inductor, creo que puede ver que puede llevar mucho más tiempo. Por lo tanto, tiene sentido conectar el LED a través del inductor en este caso para que la tasa de descarga sea lo suficientemente rápida, creo.

Acabo de "saludar con la mano" un poco en la oración anterior. En ese caso, ahora estamos hablando de un voltaje de fuente de 2.5V. Entonces, averigüemos eso, ahora, de una manera más cuantitativa usando la razón en el camino.

Mirando nuevamente la hoja de datos, encuentro que enumeran una corriente promedio de 14.6 mA para el 68$\mu$Caja H y 2.5V. Usemos eso para estimar aproximadamente el tiempo de carga suponiendo que un voltaje más alto puede operar el oscilador a una velocidad más alta (no hay nada en la hoja de datos que lo diga, pero supongamos que es cierto por ahora, y sospecho que es cierto.) En este caso, la corriente máxima es el doble del promedio, por lo que calculamos$\Delta t = \frac{29.2mA \cdot 68\mu H}{2.5V} \approx 800ns$. Dadas algunas ineficiencias, llamémoslo 833ns por medio ciclo, o 1.666$\mu$s por ciclo. (Esta es una tasa de 600kHz.) Suponiendo que tenemos este derecho, entonces resulta que la corriente promedio es lo que dice la hoja de datos (por definición, ya que asumimos cosas para hacerlo así). Ahora, si el LED se dejara conectado de la manera antigua, entonces solo habría 0.8V a través del inductor. por lo que tomaría$\Delta t = \frac{68\mu H \cdot 29.2mA}{0.8V} \approx 2.48 \mu s$para descargar Esto no está bien. Solo hay 833ns disponibles. Pero si enganchamos el LED a través del inductor, entonces el voltaje del inductor será de 3.3V completos durante la descarga y tomará$\Delta t = \frac{68\mu H \cdot 29.2mA}{3.3V} \approx 602ns$para descargar Y esto encaja perfectamente dentro del tiempo permitido en el medio ciclo.

Todo parece tener sentido para mí. Creo que la pieza produce unos 200 kHz a 1,25 V y unos 600 kHz a 2,5 V. No tengo una parte para usar en probar eso. Pero sospecho que una prueba lo confirmaría, si la hoja de datos es precisa. Y no tengo motivos para dudarlo por ahora.

Eso es exactamente lo que está ocurriendo en ambas topologías. Mire el pin Vdd y el pin LX.

Ahora considere que el pin LX es el drenaje de un FET. En ambas situaciones, el FET lleva el terminal del inductor a 0 V y facilita la carga. Cuando se abre el FET, la corriente debe conmutar al LED.

En la primera topología, la corriente fluye a través de la batería.

El segundo rueda libre alrededor de un bucle de cero voltios del inductor.

Ambos aumentarán si Vbat < Vled, ya que una vez que se carga el inductor y se abre el FET, el voltaje del inductor debe aumentar para superar la caída de voltaje directa del LED.

En la 1ra topología el voltaje de los inductores debe subir a Vled + Vbat

En la segunda topología, el voltaje de los inductores solo necesita aumentar a Vled

¿Ventaja de uno sobre el otro? no realmente, ambos son viables. ¿Quieres que la corriente vuelva a la batería o circule por el inductor?