LinkedIn YouTube Facebook
Szukaj

Wstecz
Artykuły

STMicroelectronics STCS1: zasilacz LED Luxeon A firmy Lumileds

Wartość rezystancji rezystora RFB wylicza się korzystając z poniższego wzoru:

RFB=VFB/Iled, gdzie

VFB jest napięciem 0,1V a
Iled jest prądem obciążenia w [A].

Na rysunku 3 pokazano wykres ułatwiający dobranie wartości rezystora RFB bez wykonywania obliczeń. W prototypie zastosowano rezystor o wartości 2,2 Ω ustalający natężenie prądu wyjściowego na 50 mA. Diody Luxeon A mogą być zasilane prądem o natężeniu do 700 mA, co wymaga odpowiedniej zmiany jego wartości.

 

Rys. 3. Wykres ilustrujący zalecane wartości RFB w zależności od natężenia prądu zasilającego LED

Rys. 3. Wykres ilustrujący zalecane wartości RFB w zależności od natężenia prądu zasilającego LED

 

 

Specjalne wejście układu STCS1 można sterować sygnałem cyfrowym o zmiennym wypełnieniu doprowadzonym do wejścia PWM, co umożliwia na płynną regulację jasności świecenia zasilanych LED. Jeżeli wejście PWM nie będzie używane, powinno zostać dołączone do napięcia zasilającego układ.
Wejście EN służy do włączania i wyłączania układu oraz zasilanych LED-ów – spełnia rolę elektronicznego włącznika. Połączenie tego wejścia z napięciem zasilania włącza układ, zwarcie go do masy powoduje wyłączenie i ograniczenie poboru prądu poniżej 1 µA.
Wyjście diagnostyczne DISC typu otwarty dren służy do sygnalizacji wystąpienia przerwy w obwodzie obciążenia układu. Jeżeli na wyjściu DRAIN sterującym diodami LED napięcie spadnie poniżej 75 mV będzie to świadczyć o przerwie w obwodzie i wyjście informacyjne DISC zostanie zwarte do masy. Wyjście jest aktywne gdy układ pozostaje włączony tzn. wejście EN jest połączone z zasilaniem. Na pracę wyjścia informacyjnego DISC nie wpływa natomiast stan na wejściu PWM.

 

Rys. 4. Wykres zależności pomiędzy temperaturą otoczenia i maksymalną mocą wydzielaną w strukturze układu STCS1 (obudowa PowerSO8)

Rys. 4. Wykres zależności pomiędzy temperaturą otoczenia i maksymalną mocą wydzielaną w strukturze układu STCS1 (obudowa PowerSO8)

 

 

Ciepło wydzielane w strukturze układu, jest odprowadzane z układu głównie poprzez metalizowaną płaszczyznę umieszczoną na spodzie obudowy. Maksymalna wartość traconej mocy jest zależna od obudowy układu i zapewnionych warunków chłodzenia, jej określenie ułatwi (dla obudowy PowerSO8) wykres przedstawiony na rysunku 4.
Płaszczyzna chłodząca powinna mieć dobry kontakt z warstwą miedzi na płytce drukowanej rozprowadzającą oddawane przez układ ciepło – specjalnie do tego celu zaprojektowano footprint użyty podczas projektowania płytki drukowanej (rysunek 5).

 

Rys. 5. Okno programu AltiumDesigner z projektem płytki ewaluacyjnej (czerwoną linią zaznaczono dodatkowe wyprowadzenie obudowy PowerSO8, które służy jako radiator wspomagający chłodzenie układu STCS1)

Rys. 5. Okno programu AltiumDesigner z projektem płytki ewaluacyjnej (czerwoną linią zaznaczono dodatkowe wyprowadzenie obudowy PowerSO8, które służy jako radiator wspomagający chłodzenie układu STCS1)

 

 

Na zaprojektowanej płytce drukowanej umieszczono dwa złącza i dwie przełączane zwory. Do JP1 dołączane jest napięcie zasilania (najlepiej z przedziału 10…40V, z uwagami o maksymalnej wydzielanej mocy!). Dioda D1 chroni układ przed podłączeniem zasilania o nieprawidłowej polaryzacji. Do JP4 dołączono sygnał DISC – można dołączyć do niego LED małej mocy, która będzie sygnalizowała uszkodzenie zasilanego obwodu (rezystor R2 ograniczy prąd płynący przez LED sygnalizacyjną).
Umieszczone na płytce zwory JP2 i JP3 połączone są z wejściami sterującymi EN i PWM. W czasie normalnej pracy gdy żadne z wejść nie będzie wykorzystywane do sterowania obie zwory powinny mieć zwarte wyprowadzenia 1-2. W filmie prezentującym działanie pokazano sposób wykorzystania wejścia PWM do regulacji jasności zasilanych LED – do pinu 2 zworki JP3 dołączono sygnał TTL o częstotliwości ok. 1 kHz, którego współczynnik wypełnienia jest regulowany.

 

Fot. 6. Wygląd LED LXH8-PW30 z serii Luxeon A

Fot. 6. Wygląd LED LXH8-PW30 z serii Luxeon A

 

 

Jak już wcześniej wspominano, układ STCS1 służy w prezentowanym projekcie do zasilania trzech połączonych szeregowo diod świecących LXH8-PW30 z serii Luxeon A (fotografia 6), produkowanych przez firmę Lumileds. Diody z tej rodziny świecą ciepłym światłem białym o temperaturze barwowej 2800K lub 3000K. Maksymalny prąd zasilania diod wynosi 1 A (typowy – 0,7 A), przy którym świecą z jasnością 218 lm (dla diod o temperaturze barwowej 2800K oznaczonych symbolem LXH8-PW27) i 224 lm (dla diod o temperaturze barwowej 3000K oznaczonych symbolem LXH8-PW30). Napięcie przewodzenia przy prądzie 1 A nie przekracza 3 V.