[MrHot]

Перенос со speleo.ru на fonarevka.ru выполнен на правах авторства материалов.


Привожу свою схему драйвера с форума iXBT по сверхъярким светодиодам. Схему рисовал и паял я. Схема проверена и работает. Схема рассчитывалась на напряжения 1v...3v входного напряжения и на работу с одноватным светодиодом. Схема планировалась как плацдарм для реализации фонаря, где яркостью бы управлял процессор при помощи ШИМ регулирования. Это было первая мечта... Вторая мечта была сделать режим мигания, наподобие режима SOS в "фирменных" фонарях.
Завалился я на первой же задаче. Есть вот такая схема, надо сделать ШИМ. Взял проц 12F675(12F629), настрочил прогу, которая выдаёт тестовый прямоугольный ШИМ сигнал с заполенением в соотношении 1/3. Т.е. 2/3 времени - шел активный уровень (питание на LED шло). Запитал проц от 3v, проверил ШИМ сигнал на осцилле. Всё работало (проц работал). Т.к. питание в такой системе от 1v. То принято было решение питаться паразитно от LED через диод и сглаживающий кондёр (так и запитан ОУ на моей схеме). Проц, жрёт очень мало. Еле дотягивает до единицы ма. Тем не менее, я получил на шине питания проца кучу проблем. Питание проваливалось с каждым циклом ШИМ. Я с вывода ШИМ процессора, через резистор 1ком подал на вход разрешения MAX1703 (вывод 16). Почему через резистор, да потому что питание на MAX1703 по уровню отличается от питания на проце. Т.е. на прямую подавать было нельзя. Теоритически, якрость должна была упасть, снизиться. Так оно и случилось. Но ещё случилось то, что питания на проц вечно не хватало. Напоминаю. Этот процессор работоспособен вплоть до 2v и имеет спец систему перезагрузки при провалах питания. Собстенно провалы и начались. В результате код вечно сбивался и результат работы ШИМ был неопределённым. Но этого гемора хватило мне чтобы понять, что с питанием так просто тут не пройдёт фокус. Ток с проца куда-то стекал. Видимо через этот резистор 1ком. его делать меньше я не хотел, боялся затягивания фронтов на входе MAX1703. Ставить "банку" поболя на проц - я не хотел. Банка губила миниатюрность. Хотя и можно было. В итоге, задолбавшись с борьбой за сохранение питания на проце, я понял что даже если я это и сделаю - я сделаю лажу.
Лажа бы вышла при питании от 3v. Т.к. это Step-Up, то на выходе, при питании от 3v невозможно получить напряжение меньше Uп - Uпаразитного_диода. Т.е. невозможно получить меньше 3v - 0.6v = 2.4v. Этот факт портил задумку регулировки яркости. Т.к. даже при 2.4v светодиод у меня подсвечивался довольно неплохо (это был Cree Q5). Т.е. я бы со снижением напруги на батареях получал бы снижение яркости при регулировании через ШИМ. Получалось, что регулировка яркости была зависима от заряда батарей. Это меня не устраивало. Следом меня долбануло, что сделать режим мигания я не могу опять из-за этой же проблемы. Т.е. я не мог при помощи ШИМ отключать полностью светодиод. Были ситуации когда он всё равно подсвечивался. Это было совсем плохо. Так хотелось придумать сразу крнструктив на все случаи жизни, что я сразу начал переобдумывать как собрать и мигалку чтобы ШИМ мог работать.
Мигалку+ШИМ решил делать "просто". Решено было в разрыв светодиода (со стороны токового резистора) включить планарный полевик класса IRLML2402 (N-канальный, с малым напряжением переключения). Т.к. исток полевика я подключал к резистору-шунту, то проблем с открыванием полевика не предвиделось. Для исключения проблем с питанием (на первом этапе) было решено запитать проц отдельно от 3v. Настал момент включения. Проц выдавал ШИМ сигнал, его частота была примерно 120Гц (чтоб не мерцало в глазах). Я подал питание на MAX1703. Светодиод ярко вспыхнул и погас. Я подумал что светику настал п... Но случилось вроде менее страшное. Вышел из строя MAX1703. У него появился дикий прогрев, что повествовало о пробое его выходных полевиков. Это меня повергло в шок. Там в MAX1703 есть внутреннее ограничение тока силовых ключей и спалить его за одну секунду не так и просто. Значит дело было в чём-то другом. Я до сих пор могу только предполагать в чём дело. Видимо, я затормозил ОС по току настолько, что при ШИМ модуляции это вызвало какой-то нездоровый колебательный/переходный процесс, который не смог скомпенсировать сам MAX1703. Но с другой стороны, я веть не спроста затормозил быстродействие ОС по току. Это сделано было из-за того, что с датчика тока шли колебания, котрые интерферировали с частотой самого MAX1703 и это сильно снижало КПД. В зарубежных публикациях по микросхемам-усилителей тока я нашел упоминание о таких эффектах. Там говорили про то, что мол по шине земли проходят помехи и они же и усиливаются усилителем ОС. Это я всё знаю, но сделать по-другому не смог. Не придумал как. Двуполярного питания на ОУ у меня нет, спец микрахи очень дороги. Вот, и пришлось тормозить ОС по скорости.
В сухом итоге: я полагаю что я иду в неверном направлении. Я допустим отключил LED при помощи полевика. Замечательно, тока ноль. ОС по току говорит MAX1703 чтобы та задрала напряжение до предела. Та исправно выдаст 5v. потом настало время включать LED. Я его включаю и получаю перегруз его по току для светодиода. Ос по току - офигевает и грит чтобы MAX1703 сбавила обороты... Получается херня на постном масле. Даже если... я добавлю в систему вспомогательный микромощный импульсник на 5v для питания проца, я всё равно не могу совладать с тормозной ОС по току. Она то даёт большой ток на LED, то резко снижает его. Т.е. самый лучший вариант - это "запоминать" напряжение на входе FB для микрахи MAX1703 (в момент отключения LED). Но это почти не реально для маленьких габаритов. Вроде бы задачу можно решить на проце с ШИМ и юзать ШИМ как ЦАП, который и будет "помнить" напряжение на входе FB для MAX1703. Но это уже поднимает устройство на новый уровень. Я надеюсь, что я туплю и не вижу очевидного решения таких проблем.

[MrHot]

Вот прототип, на котором я палил MAX1703.

[MrHot]

Вот, то что давно сделано, но всё никак оформить не мог.
Это схема преобразователя, которая позволит программно управлять яркостью LED. Причём позволит как управлять током через LED, так и мигать в том же режиме SOS (или ещё каком...). Я ориентировался на стабилизацию тока на 0.35А, а затем, низкочастотным PWM сигналом, через полевой транзистор планировал уравлять яркостью свечения в разных режимах. Но это можно и не применять, а рулить только током LED.

[26.01.09 исправлены банальные "опечатки" в схеме]

[MrHot]

Между выводами процессора #20 и #19 есть дифференциальный услилитель. Услиливает он то что на резисторе R7 в 20-ть раз. То что усилено - попадает на вход АЦП. Т.е. процессор знает ток, который течёт через R7 т.е. через LED. Далее, процессор на выводе #2 может выдать ШИМ сигнал с постоянной частотой. Это позволяет сделать встроеный в процессор высокочастотный PWM генератор. Я настраиваю PWM на частоту более 100 КГц. PWM генератор имеет разрядность - один байт. Т.е. всего я имею 256 "ступеней" регулирования ширины импульсов на выходе PWM. Но этого воплне достаточно. Из PWM, я делаю ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). Т.е. если в модуль PWM записать число ноль, то в точке соединения R3-R5 будет нулевое напряжение. Но если записать число 255, то в этой точке появится напряжение, узкого, сжатого диапазона, который задан делителем R4-R5 (это и будет максимальное напряжение, которое может выдать на импровизированый ЦАП).
При приведённых номиналах если записать ноль в PWM - то на выходе MAX1674 я получаю около 4V. Если записываю 255 - то на выходе MAX1674 я получаю около 3V. Т.е. зависимость обратная.

<Вот краткое описание скопировано из ветки "Использование Step-Up/Step-Down ИМС TPS63000">
- Включился, выжидаю недолго, напруга достигла 4V, я её начинаю снижать процом до 3V.
- Когда всё упало до 3V, я включаю IRLML2402.
- LED загорается, его ток идёт через резистор 0.2 ом.
- этот резистор подрубаю к дифференциалному усилителю внутри проца (20x усиление).
- он гонит сигнал на АЦП внутри проца.
- АЦП смотрит: ага... мало тока... надо ещё..
- АЦП "пинает" PWM и тот выдаёт на "единичку" напряжения меньше на своём выходе. Соответсвенно наеборот: растёт напруга на выходе MAX1674. Но не сильно растёт. Очень не сильно.
- Я опять делаю замеры... и так быстренько, шаг за шагом выхожу например на ток 0.35А
- Всё. Приехали.. можно в цикле проверять при помощи АЦП ток и менять напругу на "ЦАП" и так регулировать ток. А можно подрюкать имеющийся IRLML2402 и на базе него помигать с частотой более 100 Гц и так же сделать регулировку яркости. Т.е. получается, что можно двумя способами менять яркость в одной и той же схеме.

Прошивка у меня пока не в том состоянии, чтобы её можно было опубликовать. Я пока не написал переключение режимов. Есть только один режим. Этого мало. Но уже и так ясно, что данная схема имеет большой потенциал по дальнейшей модернизации. Например можно пользовать ту же TPS63000 (только подобрав делитель R4-R5). Т.е. те напряжения, что оговорены в заголовке ветки "1v...3v" - можно преодолеть и переписать примерно так 1.8v...4.5v. Т.е. тут фантазия может гулять как угодно. Можно даже данный метод управления применить к Step-down преобразователям. Тут уж кому и как бог на душу положит.

[MrHot]

Для тех, кто увидев на схеме процессор, с такой кучей выводов - скажет что всё плохо, это много места занимает.. это такая "дура"...
Я привожу фото-сравнение корпусов.
Тут видно, что процессор в корпусе MLF занимает места ровно столько же, сколько SO-8, а по геморойности пайки - ровно столько же, сколько TPS63000.

[MrHot]

Хочу ещё добавить идею.
Например у MAX1703 есть вход #9.
Привожу его описание из документации.
Если его завести на процессор и управлять им, то полчится, что MAX1703 можно программно переводить в PFM режим (заведомо более экономичный). И может быть, в таком состоянии, можно экономить некоторое количество миллиампер при реализации того же режима мигания или просто при реализации "спящего" рещима для фонаря.

[MrHot]

MAX1703 - капризная, дурная сволочь. Не советую с ним связываться. Заместо него можно купить LTC3539. Но LTC3539 содержит некие внутренние интегральные звенья регулирования, в цепи ОС, что сращивание этого продукта с токовым монитором на ОУ приводит к падению КПД всей системы процентов на 10.

Данная тема, оказалась почти тупиковой, ввиду отсутствия к ней интереса.

[XeBiT]

В чем проблема то? Чтобы управлять яркостью, надо забыть про ШИМ (в том виде какой он тут) и регулировать ток через FB. Как-бы симулировать разное потребление. Сделать это можно при помощи ЦАП. Цапа у этого контроллера вроде нет, поэтому можно попробовать сделать ЦАП из ШИМ, поставив на выходе фильтр. Ну или коммутировать разные резисторы. Или резистивный R2R цап.

P.S. А полевик с ШИМ после step-up это вообще атас, улыбнуло ))).