这个LED的驱动电路是什么?

电器工程 引领 数字逻辑 bjt
2022-01-12 06:21:53

我在下图中的某个地方发现了这个 LED 驱动电路,但我无法弄清楚它的设计目的是什么。

有两种V DD输入,9 V 和6.5 V。我也许这个驱动电路是为了确保无论这两个输入电压(9 V 和6.5 V),它都会保持相同的亮度。

所以,我的问题是,1)。它的设计目的是什么?2)。它的理论是什么?

在此处输入图像描述

2个回答

正如Ignacio Vazquez-Abrams提到的,它是一个恒流驱动器,尽管设计师将开关放在了错误的位置。

这些驱动器的工作原理是 LED 电流路径通过正确的晶体管和正确的电流检测电阻,在这种情况下通过正确的开关。

通过 LED 的电流上升到检测电阻两端的电压下降,加上另一个下降,足以提高左侧晶体管基极上的电压以开始开启。(Vbe ~ 0.6V)

感测电阻器的尺寸通常为 20mA,它会下降 0.6V(取决于晶体管),因此典型值为 30R。但是,对于下面的开关,您需要用电压减去开关的饱和 Vce 电压来重新计算 R。

当左侧晶体管开始导通时,它开始从右侧晶体管的基极驱动中汲取电流以对其进行节流。它因此找到了自己的平衡点。

左侧的偏置电阻需要调整大小,以便为右侧晶体管提供足够的基极电流,这样无论电源电压如何,后者都能够提供所需的 20mA。

电路当然对组件的变化和温度很敏感。但是,在您的情况下,它足够准确并且可以有效地在您的宽电源电压范围内将 LED 保持在安全电流。

以下是使用该电路的更常见的方法。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

注 1:该电路需要相当多的电压才能运行,超过 1V,因此如果您的轨电压低于典型 LED 正向电压约 1.5V,则不能使用它。此外,GPIO 需要能够在高电平时输出大于 2 * Vbe 的电压。(这可能是原始电路在其所在位置具有开关的原因。)

注 2:由于 Q1 充当 LED 的降压电阻器,因此其两端的电压降将取决于您选择的任何 LED 电流下的轨电压和 LED 的正向电压。在较高的轨电压和使用大电流 LED 时,这可能意味着晶体管会变热,可能需要散热器。在 9V、20mA 和 1.6V 正向电压的 LED 下,Q1 上的压降将为 9 -1.6 -0.6 = 6.8V,因此,在该示例中,它需要消耗 6.8 * 0.2 = 136mW。如果它是一个 300 毫安的 LED,那么这个数字会超过 2 瓦。还要检查检测电阻器的功率是否有更高的电流。电阻器需要过额定以避免自发热和由此产生的电阻/电流变化。

注 3:作为交叉参考,根据您的电压范围,您可以使用单个压降电阻器。但是,您需要针对 9V 时的最坏情况 20mA 调整其大小,因此您需要一个 350R 电阻和一个 2V LED。当你把电压降到 6.5V 时,LED 只会得到大约 13mA,所以它会暗很多。

这是一个损坏的恒流驱动器。左边的 BE 结与右下角的电阻并联,这导致通过右边晶体管的恒定电流。

我说它被破坏的原因是因为 GPIO应该是左侧电阻器所在的位置,连接到两个晶体管,而右侧电阻器应该接地。