Enciende 12 LEDs con una batería de iones de litio de una sola célula con un driver LED dual de 3 mm × 2 mm altamente integrado

El LT3497 es un convertidor elevador doble capaz de alimentar hasta 12 LEDs blancos a partir de una entrada de ion-litio de una sola célula. El dispositivo es capaz de accionar cadenas de LED asimétricas con control independiente de atenuación y apagado, lo que es perfecto para accionar circuitos de retroiluminación en dispositivos portátiles alimentados por batería, como teléfonos móviles, reproductores MP3, PDA, cámaras digitales y dispositivos GPS de mano.

El LT3497 regula directamente la corriente del LED, proporcionando un brillo constante para todos los LEDs, independientemente de las variaciones en su caída de tensión directa. La pieza incorpora características importantes como la compensación interna, la protección contra LEDs abiertos, el control de atenuación DC/PWM, un interruptor de potencia de 35V y un diodo Schottky de 35V, lo que convierte al controlador LED LT3497 en una solución ideal para dispositivos portátiles con limitaciones de espacio. Además, la frecuencia de conmutación de 2,3 MHz permite utilizar inductores y condensadores diminutos. La figura 1 muestra una aplicación típica de 12 LEDs blancos. La figura 2 muestra la eficiencia del circuito.

Figura 1: Controlador alimentado por iones de litio para doce LEDs blancos.

Figura 2: Eficiencia del circuito de la figura 1.

Detección del lado alto

El LT3497 cuenta con un exclusivo sistema de detección de corriente en el lado alto del LED que permite que la pieza funcione como una fuente de corriente de 1 hilo: el lado del cátodo del LED inferior de la cadena puede conectarse a tierra en cualquier lugar, lo que permite una sencilla conexión de LED de 1 hilo. Los controladores de LED tradicionales utilizan una resistencia conectada a tierra para detectar la corriente del LED, lo que requiere una conexión de 2 hilos con la cadena de LED. La detección del lado superior mueve la resistencia de detección a la parte superior de la cadena de LEDs. Además, la detección del lado superior permite al LT3497 funcionar en aplicaciones únicas (modo Buck o Buck-Boost) en las que no se pueden utilizar los controladores LED tradicionales.

Control de regulación y apagado

El LT3497 tiene un control de regulación y apagado de un solo pin para cada convertidor. La corriente del LED en ambos convertidores puede ajustarse de forma independiente modulando los pines CTRL1 y CTRL2. Hay tres tipos diferentes de métodos de regulación: regulación por tensión continua, regulación por señal PWM filtrada y regulación PWM directa.

Las corrientes de los LEDs son proporcionales a las tensiones de CC en los pines CTRL1 y CTRL2, por lo que la atenuación de la tensión de CC se consigue reduciendo la tensión en el pin CTRL. El rango de atenuación de la pieza se extiende desde 1,5V en el pin CTRL para una corriente completa del LED hasta 100mV. La patilla CTRL controla directamente la tensión de detección regulada a través de la resistencia de detección que define la corriente del LED (véase la figura 3).

Figura 3: Tensión de detección del LED frente a la tensión del pin CTRL.

La atenuación PWM filtrada funciona de forma similar a la atenuación por tensión continua, salvo que la entrada de tensión continua a los pines CTRL procede de una señal PWM filtrada por RC. La frecuencia de esquina de R1 y C1 debe estar muy por debajo de la frecuencia de la señal PWM para un filtrado adecuado. La regulación PWM filtrada se muestra en la Figura 4.

Figura 4: Regulación PWM filtrada.

Generalmente se utiliza la regulación PWM directa porque proporciona un rango de regulación mucho más amplio que la PWM filtrada o la tensión continua. La regulación PWM directa utiliza un MOSFET en serie con la cadena de LEDs para conectar y desconectar rápidamente la cadena de LEDs. La figura 5 muestra la atenuación PWM directa en una aplicación de 4 y 4 LEDs blancos de Li-Ion. Se aplica una señal PWM al pin CTRL y al MOSFET, donde la señal PWM controla el encendido y apagado de la pieza. La figura 6 muestra la linealidad de la regulación PWM. El rango de regulación disponible depende del tiempo de estabilización de la aplicación y de la frecuencia PWM utilizada. La aplicación de la Figura 5 consigue un rango de regulación de 250:1 utilizando una frecuencia PWM de 100 Hz. La figura 7 muestra los rangos de regulación disponibles para diferentes frecuencias PWM.

Figura 5. Ocho LEDs blancos de iones de litio con regulación directa PWM.

Figura 6. Linealidad de la regulación PWM en la Figura 5 a 100 Hz.

Figura 7. Rango de la relación de atenuación en función de la frecuencia.

Controlador de iones de litio para 12 LEDs blancos

La figura 1 destaca el impresionante rango de tensión de entrada y salida del LT3497. Este circuito es capaz de alimentar dos cadenas de seis LEDs con 20mA de corriente constante cada una. Como se muestra en la Figura 1, el circuito funciona con una sola batería de iones de litio (3V) o con un adaptador de pared de 5V. La figura 2 muestra la eficiencia con una entrada de 3,6 V.

De iones de litio a una pantalla de 2 y 6 LEDs

La figura 8 (configuración Buck-Boost/Boost) muestra un controlador de LEDs blancos utilizado para retroiluminar dos pantallas: una principal de 6 LEDs y otra secundaria de 2 LEDs. Este diseño genera 20mA constantes en cada cadena de LEDs blancos a partir de una entrada de Li-Ion (3V~4,2V) o de un adaptador de 5V. Dos controles independientes de regulación y apagado (CTRL1 y CTRL2) simplifican la gestión de la energía y prolongan la duración de la batería. La figura 9 muestra la eficiencia del circuito.

Figura 8. De iones de litio con una pantalla de 2 LED y 6 LED.

Figura 9. Rendimiento del circuito de la figura 8.

El LT3497 es un controlador de LEDs blancos de dos canales capaz de alimentar hasta 12 LEDs blancos a partir de una entrada de ion-litio de una sola célula. El dispositivo cuenta con interruptores de potencia internos de 35 V, diodos Schottky internos, control de atenuación DC o PWM, protección de LEDs abiertos y compensación interna optimizada. El LT3497 es una solución ideal para una amplia gama de aplicaciones, como la retroiluminación de múltiples pantallas LCD, el flash de las cámaras o aplicaciones portátiles con limitaciones de espacio, como teléfonos móviles, reproductores MP3, PDA y cámaras digitales.

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