高効率リチウムイオン LED ドライバー回路の説明

主な特徴

• 1.5 V ～ 4.2 V の低入力電圧。
• 最大 16 個の LED を駆動できます。
• LED の定電流、つまり LED の寿命が長くなります。
• バッテリー電圧に関係なく、白色が変化することなく、LED からの完璧な白色光が保証されます。
• 長いバッテリバックアップ時間とバッテリ寿命の延長。
• LED は過電圧および過電流シナリオから完全に保護されています。
• PWM調光機能。
• LED は、バッテリーから最後の一滴のエネルギーが吸い取られるまで点灯し続ける場合があります。

IC LT1932を使用する

IC LT1932 は、定電流源として機能することを目的とした固定周波数昇圧 DC/DC コンバータです。 LT1932は、リチウムイオン電池LEDドライバの構成に最適です。LEDの輝度は、ピン配列間の電圧ではなく、そこを流れる電流に厳密に対応します。

このデバイスは、1V ～ 10V の電圧範囲でさまざまな種類のソースからの入力を受け入れることができます。

入力電圧が LED 電圧より高いかどうかに関係なく、LT1932 が LED 電流を正確に安定化できるため、バッテリ駆動の設計が大幅に簡素化されます。

LED 電流は、外付け抵抗を調整するだけで 5mA ～ 40mA の範囲に設定した後、DC 電圧またはパルス幅変調 (PWM) 信号の両方を使用して簡単に変更できます。

LT1932 ICの絶対最大定格

• VIN = 1.5V～10V
• SHDN、シャットダウン電圧 = 10V
• SW、スイッチ電圧 = 36V
• LED電圧 = 36V
• RSET電圧 = 1V
• ジャンクション温度 = 125°C
• 動作温度範囲 = -40°C ～ 85°C
• 保管温度範囲 = 65°C ～ 150°C
• リード温度（はんだ付け、10秒）＝300℃

ピン配置の詳細

SW (ピン1): スイッチ端子。内部NPN電源スイッチのコレクタに相当します。電磁干渉 (EMI) を軽減するには、このピンに接続される金属配線の範囲を最小限に抑えることをお勧めします。

GND (ピン 2): グランド接続。このピンをローカル グランド プレーンに直接接続します。

LED (ピン3): 発光ダイオード端子。これは、内部 NPN LED スイッチのコレクタとして機能します。下の LED のカソードをこのピンに接続します。

RSET (ピン4): このピンとグランドの間に抵抗を導入してLED電流を調整し、LED端子に流れる電流を制御します。このピンは LED の調光も容易にします。

SHDN（ピン5）：シャットダウン入力。 LT1932をアクティブにするには、0.85Vを超える電圧でこのピンに接続します。非アクティブ化するには、0.25V 未満の電圧に接続します。

VIN（ピン6）：入力電源接続。可能な限りデバイスの近くでグランドにコンデンサを組み込むことにより、このピンのバイパスを強化します。

基本操作

LT1932は、ILEDで示される出力電流を維持するために、一定周波数および電流モード制御方式を採用しています。その動作を理解するには、次の図 1 のブロック図を参照するのが最も簡単です。

各発振器サイクルの開始時に SR ラッチがアクティブになり、電源スイッチ Q1 の動作が開始されます。 PWM コンパレータ A2 の非反転入力の信号は、スイッチ電流に正比例します。

次に、オシレーターランプのセグメントと結合されます。この信号が誤差増幅器 A1 の出力によって設定されたしきい値に達すると、コンパレータ A2 がラッチをリセットし、電源スイッチを非アクティブにします。

このようにして、A1 は正しいピーク電流レベルを確立し、LED 電流のレギュレーションを保証します。

A1 の出力が上昇すると、より多くの電流が出力に供給されます。逆に、A1 の出力が減少すると、供給される電流が減少します。 A1 はスイッチ Q2 を通る LED 電流を監視し、抵抗 RSET を設定することによって確立される基準電流と比較します。

RSET ピンの電圧は 100mV に維持され、出力電流 ILED は ISET の 225 倍のレベルに制御されます。

RSET ピンを 100mV より高くすると、A1 の出力が低下し、電源スイッチ Q1 と LED スイッチ Q2 が非アクティブになります。

リチウムイオン LED ドライバー アプリケーション

前述したように、LT1932 は固定周波数出力を備えた昇圧 DC/DC コンバータであり、定電流出力を生成するように特別に設計されています。

このデバイスは出力電流を直接調整できるため、発光ダイオード (LED) の駆動に最適です。

この IC は、LED の照明が LED の端子間にかかる電圧の変化ではなく、LED を流れる定電流に依存することを確認します。

主な目的は、リチウムイオン電池を使用して高効率の LED ドライバーを作成し、電池寿命の延長と長いバックアップ時間を確保することです。

LED電流の設定

LED 電流は、上の図 1 に示すように、RSET ピンに接続する単独の抵抗を使用して設定できます。

RSET ピンは 100mV の電圧を維持するように内部制御されており、ISET として示されるこのピンから出る電流が 100mV を抵抗 (RSET) の値で割った値に事実上設定されます。

正確なレギュレーションを維持するには、1% 以上の許容誤差を持つ抵抗を使用することをお勧めします。

次の表に、1% の許容誤差を持ついくつかの代表的な RSET 値の例を示します。

さまざまな LED 電流要件に応じて、次の式を使用して適切な抵抗値を決定できます。

RSET = 225 x (0.1V/ILED)

白色 LED の大部分は通常、15mA ～ 20mA の範囲のピーク電流で動作します。

より高出力の構成では、設計者は輝度を高めるために 2 つの並列セットの LED を使用することがあり、その結果、LED に 30mA ～ 40mA (それぞれ 15mA ～ 20mA で動作する 2 セットに相当) の電流が流れます。