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可充電 LED 手電筒:分步指南

出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2025-01-17 10:56:00 | 1070 次閱讀

 構(gòu)造和工作原理

  完整的電路原理圖如圖 2 所示。

  圖 2:完整電路原理圖
  如圖 1 所示,LED 手電筒包含兩種模式——手電筒模式和頻閃模式。這些模式由兩個按鈕 S1 和 S2 選擇。
  該電路由鋰離子電池供電,因此 VDD 介于 3.0 V 和 4.2 V 之間。LED 強度取決于電壓 VDD,因此增加了 DC-DC 升壓轉(zhuǎn)換器,以便為 LED 提供恒定的必要電流。
  GreenPAK 設(shè)計
  GreenPAK 設(shè)計由兩部分組成:LED 控制和 CCCV 電池充電器。
  LED 控制

  LED 控制部分如圖 3 所示。

  圖 3:LED 控制 GreenPAK 設(shè)計

  具有 50% 占空比的 400 kHz 信號由 OSC1 創(chuàng)建,并進(jìn)入 2 位 LUT0,該 LUT0 通過 HV PIN 8 控制 Booster 電路。2 位 LUT1 選擇所需的模式,然后 3 位 LUT1 啟用升壓電路 (OE1)。當(dāng)達(dá)到 700 mA 的 LED 電流(Vref = 96 mV,PIN7 Rsense ~ 150 mΩ)時,ACMP1H 將 LUT0 設(shè)置為 0 并下拉 HV 引腳 8,使通過 LED 的電流保持在同一水平。應(yīng)該注意的是,必須選擇具有盡可能低的柵極閾值電壓和足夠高電流的外部 MOSFET。例如,IRL3303。Boost 的結(jié)果如圖 2 和圖 5 所示。HV 引腳 8 以藍(lán)色表示,ACMP1H 以綠色表示。

  圖 4:升壓操作 — 3.2 V

  圖 5:升壓操作 — 3.4 V
  必要的 LED 模式由 2 位 LUT1 和 MF1 (DFF10) 選擇。這些信號進(jìn)入 HV OUT CTRL0 的 HV 引腳 7,該引腳配置為半橋并充當(dāng) LED 的開關(guān)。因此,當(dāng)引腳 7 為低電平時,LED 亮起,反之亦然。此外,內(nèi)部低側(cè) MOSFET (PIN 7) 用作電流傳感器。它的 RDS On 約為 150 mOhm,非常適合我們的目的。
  頻閃模式

  在 LED 頻閃燈模式下,3 W LED 連接到 HV OUT CTRL0 的引腳 7,輸入為 11.65 Hz。得到的 LED 信號如圖 6 所示。

  圖 6:LED 頻閃
  手電筒模式
  在手電筒模式下,DFF10 將 HV OUT CNTR0 的使能信號 OE0 設(shè)置為高電平,2 位 LUT1 將 IN0 設(shè)置為低電平,因此引腳 7 的輸出持續(xù)為低電平,LED 持續(xù)亮起。
  CCCV 電池充電器

  CCCV 電池充電器 GreenPAK 設(shè)計如圖 7 所示。要獲取更多信息,請參見AN-CM-363 CCCV電池充電器GreenPAK設(shè)計文件。

  圖 7:CCCV 電池充電器 GreenPAK 設(shè)計
  如果 Vusb 已連接,PIN3 會檢測到它并打開 ACMP0H 的電源。ACMP0H 檢查 Vbat 電壓。DFF7 的輸出為高電平,因此沒有分壓器連接到 PIN19。如果 Vbat 低于 3 V,則預(yù)充電階段開始。PWM1 設(shè)置電流,CCMP1 控制電流(IN+ Source,具有 CCMP1 的 x8 增益)。在這種情況下,PWM1 宏單元的 Up/Down 輸入為低電平,這意味著對于 CCMP1 Vref,我們從 Vref = 160 mV 開始充電(圖 8)。因此,CCMP1 保持 67 mA 電流:
  一旦 ACMP0H 輸出為高電平(Vbat 高于 3.0 V),DFF7 輸出就會變?yōu)榈碗娖剑謮浩鬟B接到 PIN19。Constant Current 階段開始。在這種情況下,ACMP0H 對 4.2 V(而不是種情況中的 3.0 V)進(jìn)行比較。PWM1 的 Up/Down 輸入為高電平,因此 CCMP1 Vref 為 960 mV。產(chǎn)生的電流為 ~ 400 mA。請注意,可以通過更改 Reg 文件中的 Vref 值或更改連接到 PIN 12 (Sense B) 的電阻器來更改這些電流限制。

  此 CC 階段一直持續(xù)到電池電壓達(dá)到 4.2 V(ACMP0H 輸出為高電平)。然后 Constant Current 停止,Constant Voltage 階段開始。PWM1 的 Up/Down 輸入為低電平,因此 CCMP1 Vref 為 160 mV。在這種情況下,ACMP0H 控制 4.2 V 的恒定電壓,而 CCMP1 僅檢查并保持電流下降并低于 67 mA 的電池滿電流 (IBF),直到電池充滿電。當(dāng)電池充滿電時,充電過程停止,所有相應(yīng)的塊都處于睡眠模式(CHG_Sleep 為 HIGH)。

  圖 8:CCMP1 Vref Reg 文件數(shù)據(jù)
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