Intento diseñar una forma rentable pero "razonablemente diseñada" de controlar un solo LED blanco con un microcontrolador con las siguientes "especificaciones":
Esto parece bastante simple, pero es un desafío para mí porque después de algunos cálculos numéricos, parece que se me escapa algo.
Asumo la forma más simple de conducir un LED con corriente constante, es decir, una resistencia en serie, el LED y un MOSFET de umbral bajo como interruptor de lado bajo. Como ejemplo, asumo el uso de https://www.mouser.com/datasheet/2/302/NX3008NBKW-842194.pdf
Para lograr una corriente de led constante y específica (supongo que 4 mA como objetivo), creo que necesito usar el MOSET que opera en saturación (la corriente no depende de VDS pero se puede configurar a través de VGS y asumo que el VGS establecido por el uC es constante).
Supongo que el uC puede conducir la puerta del MOSFET con 3.0V. Para operar en saturación necesito mantener VDS > (VGS - Vth). Si entiendo correctamente, en este caso, en realidad quiero que el Vgs,th mínimo sea bastante alto, de modo que se cumpla la condición de saturación y el voltaje VDS (caída de voltaje en el MOSFET) aún sea bajo.
De acuerdo con la hoja de datos, veo un Vth,max = 1.1V y un Vth,min de aproximadamente 0.6V, así que tomemos 0.5V. Significaría que VDS debe ser mayor que VGS-Vth = 3.0-0.5 = 2.5V. Y ahí empieza la crisis. Incluso con un voltaje directo agrupado entre 2,8 y 3,2 V, eso significaría que necesito un VDD mínimo de 2,5 + 3,2 V = 5,7 V, ¿ni siquiera se tiene en cuenta una resistencia en serie para el LED?
Obviamente debe haber algo mal en mi forma de pensar. Estoy bastante seguro de haber visto LED azules individuales (que, según mi conocimiento, son iguales a los LED blancos en términos de voltaje directo) con la topología descrita. ¿Es incorrecta mi suposición de que necesito el MOSFET en saturación para establecer una corriente constante? Manejar un solo LED con unos pocos mA no puede ser tan complicado, ¿verdad? ;-)
¿Por qué no usar una bomba de carga?
V1 es una fuente de onda cuadrada, por ejemplo, la salida de un PWM, puede ser amortiguada por una puerta lógica.
"X1" es un diodo dual, asegúrese de que los dos Vf en serie reduzcan el voltaje de salida lo suficiente para que el LED se apague cuando sea necesario.
Este es un controlador de corriente algo constante. Si R2 y C2 son lo suficientemente grandes como para suavizar bien la corriente del LED, entonces tendrá una salida de voltaje constante en VCC menos los dos diodos Vf. En este caso, R2 establece la corriente a través de la dispersión LED Vf.
Sin embargo, si eliminamos C2 y configuramos R2 para que C1 se descargue en cada ciclo, entonces cada ciclo bombea una cantidad de carga igual a C1 veces (Vcc menos una caída de diodo). La frecuencia de los tiempos de carga es actual, por lo que hace una unidad de corriente constante. Es un poco más eficiente que el anterior, pero el LED parpadeará a la frecuencia PWM.
Anindo Ghosh
junio
junio
Russel McMahon
junio
junio
Anindo Ghosh
junio