原创 IR LED闪光电路设计及优化

2024-4-16 09:32 763 6 4 分类: 模拟 文集: 电路分析设计

设计的目标是产生IR LED闪光,供后面的检测电路使用。使用一个LDO,将IR LED阳极接到LDO输出端,串联一个采样电阻接到地,采样电阻另一端接到LDO 反馈输入。当LDO的EN端被 PWM波驱动时,流过LED的电流增加,直到I = Vfb/Rs时,电流不再增大,完成恒流点亮。

使用LDO驱动容易得到稳定且准确的电流,I = Vfb/Rs。该电路有如下问题:1、LDO本身有压降,采样电阻需要压降,总压降不能大于供电电压,对于这个5V供电的电路,如果将3个IR LED串联接入,则总压降约为 LED正向压降1.2*3+反馈电压0.8+LDO压降0.5 = 4.9V。余量不够了。而用将3个LED并联效率会比较低。 2、 使用PWM控制闪光时会有延迟,按照手册上的数据,延迟有300us,也就是说闪光宽度会不准确。或者不能产生准确的窄脉冲。

当然也不能用TL431,压降更大。因为电路只需要在一定范围内稳定电流,电流准确值不重要,利用处于偏置状态NPN三极管Vbe基本稳定在0.6~0.7V这一特性,使用两个NPN管构造一个负反馈限流电路。

使用模拟软件测试两种LED串联点亮的效果,一种是LED串联后连到NPN 三极管Q2集电极,电路使用共射极接法,基极串联电阻接到驱动端。另一种是LED串联后连接NPN 三极管Q1,Q1发射极接采样电阻到地。增加一个Q3,当采样电阻上的电流引起压降超过Q3 BE结压降时,Q3基极电流加大,同时集电极电流增加,减小了Q1基极电流实现负反馈控制。理论上LED的电流约为 0.6/Rs。 从仿真结果可以看出,电路可以响应约100us宽的控制电压,当供电电压有±7.5%的变化时,仍然能维持电流稳定。未增加反馈控制的LED上的电流随供电电压变化而变化。不稳定。

实际使用的电路还增加了电流调整控制。使用电容电阻连接,调整电流的PWM需要较高的频率,输出电流会依据PWM占空比线性减小。

分析接收到的发光强度数据,可以看出,驱动电流确实是与电流控制PWM的占空比成正比。

接收稳定,信噪比高。

作者: southcreek, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-408807.html

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开发工匠 2024-4-18 11:34

写的好,学习和参考
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