¿Se recomienda un controlador habilitado para PWM de diseño para múltiples LED de 1 W en una configuración en serie y en paralelo?

Una nota sobre mis antecedentes: tengo un título en ingeniería eléctrica, pero, sinceramente, no me considero lo suficientemente hábil como para crear diseños desde cero, de ahí mi publicación.

Problema de diseño

Deseo diseñar un panel de luz que consta de 3 subpaneles (intercalados) con LED rojos, verdes y azules respectivamente. Cada subpanel constará de 12 piezas de LED de alta intensidad de 1W. Planeo construir un circuito controlador de LED separado para cada subpanel. Por lo tanto, necesito encontrar un diseño adecuado para que un circuito de controlador se replique y se implemente en tres copias.

Requisitos / Características

  • LED de 1 W (especificaciones típicas: Vfwd = 3,0 a 3,4 V, I = 350 mA)
  • Fuente de alimentación de 12 V CC, por lo que los LED deben estar en una configuración en serie y en paralelo. Supongo que varias 'cadenas' (N = 4) con 3 ledes en cada una deberían estar bien.
  • Cada cadena debe ser impulsada por un circuito de corriente constante. Si es posible, preferiría ajustar la corriente en todas las cadenas desde un solo punto (por ejemplo, ajustando/reemplazando una sola resistencia)
  • Deseo poder atenuar el (sub)panel de un microcontrolador usando PWM.
  • Si es posible, me gustaría mantener el recuento de componentes razonablemente bajo.

Pregunta

¿Cuál es un buen diseño para un circuito de controlador que cumpla con las características anteriores? He intentado encontrar una respuesta en este foro y en otros lugares, pero sin suerte.

Por lo que sé, el siguiente circuito debería ser un buen punto de partida:

Controlador LED de corriente constante de una sola cadena

El circuito anterior presenta un suministro de corriente constante y habilita el control PWM, PERO, no puedo ver cómo extenderlo a múltiples cadenas de LED . He estado pensando en incorporar algún tipo de espejo actual, como el de abajo, pero no sé cómo.Espejo actual

Mis preguntas son:

  1. ¿Puedo ampliar el circuito, según la primera figura, para admitir varias cadenas de LED? ¿Cómo?
  2. ¿Hay algún diseño mejor/más apropiado que deba/pueda usar en su lugar?
Me encantaría ayudarte, ya que acabo de trabajar en unos controladores LED para una lámpara de terapia de luz con cinco canales (RGB + blanco cálido/frío). Le sugiero que eche un vistazo a los controladores LED de corriente constante que le permitirán controlar la corriente a través de los LED sin el uso de una resistencia limitadora de corriente (que es ineficiente y se calienta). ¿Es su proyecto/producto sensible al costo y está dispuesto a trabajar con componentes SMD como un controlador IC LED SMD?
¡Gracias por el consejo! Preferiría evitar los SMD. He estado buscando soluciones IC, por ejemplo, TLC5940. Ese IC en particular puede absorber una corriente máxima de 120 mA, que es insuficiente para mis necesidades. Todavía no he podido encontrar un IC capaz de soportar altas corrientes.
De acuerdo, entonces desea controlar, digamos, 18 LED de 1 W divididos en 6 rojos, 6 verdes y 6 azules. (¿dando como resultado dos cadenas de tres LED en serie por color?)
Casi. Para simplificar, digamos que necesito 12x LED en un panel secundario, lo que da como resultado 4 cadenas con 3 LED en cada una. Me gustaría tener un controlador para esa configuración. Luego, desplegaré tres circuitos idénticos para un subpanel rojo, verde y azul respectivamente (en total 3x3x4=36 LED). He editado la pregunta original en un intento de aclararla. ¡Perdón por la confusion!
Gracias por aclararlo; aunque también es relativamente nuevo en esta área (también me acabo de graduar como ingeniero eléctrico), mi experiencia ha sido que puede conectar varias cadenas de LED en paralelo y asumir que la corriente se distribuye uniformemente entre ellos si consisten en LED idénticos. Hice esto para una lámpara de terapia de luz donde tenía 8 hilos en paralelo (veces cinco colores); aquí no vi ninguna diferencia visible o medible en la corriente y el brillo del LED.
Nota tomada. Sin embargo, me gustaría algún tipo de protección para el caso de que un LED falle, ya sea en circuito abierto o en cortocircuito.

Respuestas (1)

  • Los FET necesitan al menos 2,5 a 3 veces su voltaje de umbral, Vt o Vgs (th) para tener RdsOn bajo.
  • uC suele ser de bajo voltaje <=5, por lo que Z1 es para protección de línea inductiva, supongo que para OVP en Vg.
  • Dado que uC podría ser 3.3V, entonces necesita un FET que sea un voltaje de puerta de tipo "Nivel lógico" como Vt = 1V.
  • Pd (max) para R3 y Q2 es importante para elegir los componentes. Puede equilibrar a bajo costo buscando costos de FET y power R.
  • Por lo general, los sensores de corriente son de 50 a 100 mV para <<0,25 W con un amplificador operacional, pero con 0,6 = Vbe R necesita 0,35 A * 0,6 V = 210 mW, lo que significa un aumento estimado de 120 °C en un 1/4 W R. (así que use 1 /2W) R3=0.6V/0.35A= 1.7 Ω 1/2W

Luego regule la corriente con PWM 0 al máximo y asegúrese de que los LED tengan un disipador de calor diseñado en cobre o alumbre. sustrato con 50 'C/W de subida por cada LED o 3,4V*0,35A=1,2W o unos 6 cm2 por cada LED con radiador conductor. (lea más sobre las mejores prácticas para el diseño de luminarias LED en MCPCB).

¿Se recomienda un controlador habilitado para PWM de diseño para múltiples LED de 1 W en una configuración en serie y en paralelo?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v