4.5W600流明USB-C型LED应急灯方案设计

[导读]如今,LED技术正在大量出现,基于LED的设备随处可见。一个典型的LED用例是将它们串联起来,并使用高压和有限电流电源驱动它们,这意味着典型的升压转换器电源,但是组件制造商很快认识到,对专门设计来驱动LED的组件有很高的需求,工作效率高,可靠,并有一个小包装尺寸。

如今,LED技术正在大量出现,基于LED的设备随处可见。一个典型的LED用例是将它们串联起来,并使用高压和有限电流电源驱动它们,这意味着典型的升压转换器电源,但是组件制造商很快认识到,对专门设计来驱动LED的组件有很高的需求,工作效率高,可靠,并有一个小包装尺寸。

在本文中,我介绍了一个使用SOT23-6MP3202芯片的应急LED光电路。该板紧凑,可使用移动电话USB型C、电源库或任何便携式5V电源供电。该控制器芯片先进,开关频率高(1.4MHZ),因此设计电路板布局时应考虑到启动形接地、低阻抗接地路径和电源电路板网络连接。该电路采用一个系列并行组合2430-流明2835LED。发光二极管的颜色温度是4万K,这使得光线接近日光。

经过轻微的修改,这个LED灯的功率等级可以高达12瓦。然而,在这种情况下,电路消耗大量电流,很快耗尽电池,这与紧凑型、便携式和长效应急照明的目的形成鲜明对比。

电路分析

图1显示了示意图。电路的核心是单片电力系统MP3202 .

图1:使用MP3202.4兆赫驱动器的4.5W600卢门LED应急灯示意图

数据表显示:"MP3202是一种提升型转换器,设计用于从5V系统轨道上驱动39个白色LED(13根三片LED)。MP3202采用一种电流模式,固定频率结构来调节LED电流,通过外部电流感知电阻器测量。它的低104MV反馈电压降低功率损失和提高效率。OV销监测输出电压,如果由于开路条件而出现过电压情况,则关闭转换器。MP3202包括电压不足的锁定、电流限制和热过载保护,以防止在输出过载时损坏。MP3202以小的6针TSOT23或8针QFN(2mmx2mm)包件提供。"

usb是一个usb4135型连接器,可以将供应连接到板上(图2)。R2和R3是CC1和CC2别针的下拉电阻器,以将C型端口定义为负载连接器,而不是充电器。C1和C2是输入电容器,以减少噪音和稳定控制器。R1是一个拉起电阻器,以启用IC1,因为恩销不能留在浮动。L1是一个小的10额电感器。与D1合并 2 它建立了一个升压转换电路。C3稳定输出,减少输出噪声。D25是0.2W283540000K的LED,每个发光管最多能提供30伦明。

图2:C型usb4135USB连接器

若要在手机上使用此电路板,使用R4和R5反馈电阻器,该电路板(输入电流)的当前消耗量应限制在500MA以下。R4和R5值应等于800mr至1r,1%-1206。这可能是手机的最大功率。发光二极管的电流(不是输入电流)可以用方程1计算。如果你不使用移动电话为板供电,那么把LED的电流限制在440MA以下,因为每个LED的最大电流等级在60MA左右,而电感器的饱和电流率在1a左右。明智的做法是给略低的电流(50至55ma),不接触上限,以实现更长的LED寿命。我选择的是两个500mr-1%的电阻器,它们可以提供416mma的电流。

多氯联苯布局

图3显示了多氯联苯的布局 3 .这是一个双层板和几个电路板设计规则已经遵循,以确保平稳和可靠的运行电路。

图3:使用MP32021.4MHZ驱动器的4.5-W600流明LED应急灯的多氯联苯布局

为了设计这样一个高频和相对较高电流转换器的电路板,你应该总是使用平面而不是轨道来连接高电流多氯联苯网。图3给出了关于这种设计实践的线索。正确的接地也是一个重要因素.顶层遵循无环和启动型接地,几个通道将顶层与底层连接,以减小地面的阻抗和环路尺寸。底层几乎是一个坚实的地面平面,没有组件焊接在背面的印刷电路板。这些设计规则有助于减少电路板的EMI和噪音。图4显示了多氯联苯板的装配图。