4.5W、600流明 USB Type-C LED 應(yīng)急燈，使用 MP3202、1.4MHz LED 驅(qū)動器
出處：維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于：2024-07-10 16:21:51 | 721 次閱讀
使用 SOT23-6 MP3202 芯片的應(yīng)急 LED 燈電路。該板結(jié)構(gòu)緊湊，可以使用手機 USB Type C、移動電源或任何便攜式 5V 電源供電?？刂破餍酒冗M，開關(guān)頻率高（1.4MHz），因此PCB布局設(shè)計時應(yīng)考慮起始接地、低阻抗接地路徑、電源層PCB NET連接等因素。該電路使用 24 個 30 流明 2835 封裝 LED 的串并聯(lián)組合。LED 的色溫為 4000K，接近日光。
稍作修改，這款 LED 燈的額定功率可高達 12W。然而，在這種情況下，電路會消耗大量電流，從而迅速耗盡電池，這與緊湊、便攜和持久的應(yīng)急燈的目的形成鮮明對比。
電路分析
原理圖1所示為原理圖。電路的核心是單片電源系統(tǒng) MP32021.
圖 1：使用 MP3202 1.4MHz 驅(qū)動器的 4.5W 600 流明 LED 應(yīng)急燈原理圖
根據(jù)數(shù)據(jù)表：“MP3202 是一款升壓變換器，設(shè)計用于從 5V 系統(tǒng)電源軌驅(qū)動多達 39 個白光 LED（13 串，每串 3 個 LED）。MP3202 采用電流模式、固定頻率架構(gòu)來調(diào)節(jié) LED 電流，通過外部電流檢測電阻器進行測量。其 104mV 的低反饋電壓可降低功率損耗并提高效率。OV引腳監(jiān)控輸出電壓，如果由于開路條件而出現(xiàn)過壓情況，則關(guān)閉轉(zhuǎn)換器。MP3202 具有欠壓鎖定、限流和熱過載保護功能，可防止在輸出過載時造成損壞。MP3202 采用小型 6 引腳 TSOT23 或 8 引腳 QFN （2mm x 2mm） 封裝。
USB 是一個USB4135 Type-C 連接器，用于將電源連接到電路板（圖 2）。R2 和 R3 是 CC1 和 CC2 引腳的下拉電阻器，用于將 Type-C 端口定義為負載連接器，而不是充電器。C1 和 C2 是輸入電容，用于降低噪聲并穩(wěn)定控制器。R1是一個上拉電阻，用于使能IC1，因為EN引腳不能懸空。L1 是一個微型 10uH 電感器。與 D1 結(jié)合使用2和 IC1，它構(gòu)建了一個升壓轉(zhuǎn)換器電路。C3 穩(wěn)定輸出并降低輸出噪聲。D2 ...D25 是 0.2W 2835 4000K LED，每個 LED 可提供高達 30 流明的流明。
圖 2：Type-C USB4135 USB 連接器
要將此板與手機一起使用，應(yīng)使用 R4 和 R5 反饋電阻將板的電流消耗（輸入電流）限制在 500mA 以下。R4 和 R5 值應(yīng)等于 800mR 至 1R，1%-1206。這可能是手機的最大可能功率。LED的電流（不是輸入電流）可以使用公式1計算。如果您不使用手機為電路板供電，請將 LED 的電流限制在 440mA 以下，因為每個 LED 的最大額定電流約為 60mA，電感器的飽和電流約為 1A。建議提供稍低的電流（50mA至55mA）并且不要觸及上限，以實現(xiàn)更長的LED壽命。我的選擇是兩個 500mR-1% 電阻器，可提供 416mA 電流。
PCB布局
圖3顯示了PCB布局3.它是一個兩層板，遵循了幾個PCB設(shè)計規(guī)則，以確保電路的平穩(wěn)可靠運行。
Figure 3: PCB layout of the 4.5-W 600-Lumen LED Emergency Light Using MP3202 1.4MHz Driver.
圖 4：使用 MP3202 1.4MHz 驅(qū)動器的 4.5W LED 應(yīng)急燈裝配圖
我還使用示波器檢查了芯片的開關(guān)頻率（圖 5）。轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率固定在1.4MHz，脈沖幅度約為8.5V。
圖 5：MP3202 LED 驅(qū)動器的開關(guān)頻率和幅度
您應(yīng)該將電感器部件號更改為更強大的部件號，以實現(xiàn)更高的 LED 功率。肖特基二極管的額定電流為3A，但SMB或SMC可能是更適合滿足功耗問題的封裝類型。
稍作修改，這款 LED 燈的額定功率可高達 12W。然而，在這種情況下，電路會消耗大量電流，從而迅速耗盡電池，這與緊湊、便攜和持久的應(yīng)急燈的目的形成鮮明對比。
電路分析
原理圖1所示為原理圖。電路的核心是單片電源系統(tǒng) MP32021.
圖 1：使用 MP3202 1.4MHz 驅(qū)動器的 4.5W 600 流明 LED 應(yīng)急燈原理圖根據(jù)數(shù)據(jù)表：“MP3202 是一款升壓變換器，設(shè)計用于從 5V 系統(tǒng)電源軌驅(qū)動多達 39 個白光 LED（13 串，每串 3 個 LED）。MP3202 采用電流模式、固定頻率架構(gòu)來調(diào)節(jié) LED 電流，通過外部電流檢測電阻器進行測量。其 104mV 的低反饋電壓可降低功率損耗并提高效率。OV引腳監(jiān)控輸出電壓，如果由于開路條件而出現(xiàn)過壓情況，則關(guān)閉轉(zhuǎn)換器。MP3202 具有欠壓鎖定、限流和熱過載保護功能，可防止在輸出過載時造成損壞。MP3202 采用小型 6 引腳 TSOT23 或 8 引腳 QFN （2mm x 2mm） 封裝。
USB 是一個USB4135 Type-C 連接器，用于將電源連接到電路板（圖 2）。R2 和 R3 是 CC1 和 CC2 引腳的下拉電阻器，用于將 Type-C 端口定義為負載連接器，而不是充電器。C1 和 C2 是輸入電容，用于降低噪聲并穩(wěn)定控制器。R1是一個上拉電阻，用于使能IC1，因為EN引腳不能懸空。L1 是一個微型 10uH 電感器。與 D1 結(jié)合使用2和 IC1，它構(gòu)建了一個升壓轉(zhuǎn)換器電路。C3 穩(wěn)定輸出并降低輸出噪聲。D2 ...D25 是 0.2W 2835 4000K LED，每個 LED 可提供高達 30 流明的流明。
圖 2：Type-C USB4135 USB 連接器要將此板與手機一起使用，應(yīng)使用 R4 和 R5 反饋電阻將板的電流消耗（輸入電流）限制在 500mA 以下。R4 和 R5 值應(yīng)等于 800mR 至 1R，1%-1206。這可能是手機的最大可能功率。LED的電流（不是輸入電流）可以使用公式1計算。如果您不使用手機為電路板供電，請將 LED 的電流限制在 440mA 以下，因為每個 LED 的最大額定電流約為 60mA，電感器的飽和電流約為 1A。建議提供稍低的電流（50mA至55mA）并且不要觸及上限，以實現(xiàn)更長的LED壽命。我的選擇是兩個 500mR-1% 電阻器，可提供 416mA 電流。
PCB布局圖3顯示了PCB布局3.它是一個兩層板，遵循了幾個PCB設(shè)計規(guī)則，以確保電路的平穩(wěn)可靠運行。
Figure 3: PCB layout of the 4.5-W 600-Lumen LED Emergency Light Using MP3202 1.4MHz Driver.
圖 3：使用 MP3202 1.4MHz 驅(qū)動器的 4.5W 600 流明 LED 應(yīng)急燈的 PCB 布局
圖 4：使用 MP3202 1.4MHz 驅(qū)動器的 4.5W LED 應(yīng)急燈裝配圖我還使用示波器檢查了芯片的開關(guān)頻率（圖 5）。轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率固定在1.4MHz，脈沖幅度約為8.5V。
圖 5：MP3202 LED 驅(qū)動器的開關(guān)頻率和幅度您應(yīng)該將電感器部件號更改為更強大的部件號，以實現(xiàn)更高的 LED 功率。肖特基二極管的額定電流為3A，但SMB或SMC可能是更適合滿足功耗問題的封裝類型。
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