PT2405を用いた LED 駆動回路 で遊ぶ 

2021-01-29 09:10:35 | タナカ君的日常

 LED ルームライト を話題にした昨日の続きです、 話題のテーマは2つ。 1つ目はLED駆動電流の制御に関与する部品(抵抗)と電流値の関係式。
 2つ目は制御回路の動作原理に関する項目です。

 まあ、 こんな記事に興味を持つ方は少数だと想うが、 僕にとってはある意味、 日常的な遊び事。 興味の無い方にはスルーして頂きましょう。

 そしてWeb上に公開されているLED Driver ICの資料も紹介しておきます、
 PT4205 : LED Driver IC データシート



PowTec 社のロゴと PT2405のpin配置


PT2405 内部ブロック図




1. 電流制限抵抗の抵抗値と電流の関係


 駆動電流を制限するために、 電流を検出する抵抗が組み込まれています。 昨日の記事の中に置いた写真に [ R2 ] ・[ R390 ] と読める黒色のチップ抵抗がそれです。 

 データシート内の説明に拠れば、 ざっくり言うと下記の如し。

  駆動電流 I (A) = 0.2 /  [ R2 ]

    [ R2 ] は 0.39 Ω ですから 概略 0.5 A となります。


2. 駆動回路の解析


 スイッチング・レギュレータ方式の電源に詳しい方なら、 回路図を提示しただけで理解して頂けるような、 部品点数も少なく判りやすい駆動回路です。



外部電源から供給されるタイミングの電流経路


インダクタに蓄えられたエネルギーに依る電流経路


 駆動回路の負荷としては単にLEDだけで無く、 電流検出抵抗とインダクタが直列に挿入されています。 抵抗は電流を検出する目的で、 インダクタはLED駆動電流が制御目標とする電流に到達したら、 外部電源からの電流供給を絶ち(制御IC: PT2405 内部のFETスイッチ素子)、 インダクタに蓄えられている電磁的エネルギーの放出の形で駆動電流は減少しながらも、 継続して流れ続けるモードに遷移します。

 その減少する駆動電流が制御回路で検出され、 制御 IC 内部のスイッチ素子(FET)がOnし、 外部電源からのPower供給されるモードへと遷移します。 この2つのモードの間を短い時間で繰り返し、 目標とする電流で駆動し続けるのです。

 つまり、 LED素子は完全に平坦な直流電流で駆動される訳では無く、 山と谷のあるノコギリの歯の様な形をした電流が流れるのです。

終わりに

 「眩し過ぎる」とユーザーコメントに書かれるルームランプの輝度ダウン、 あるいは車のバッテリーの負荷軽減を目的にする方へ。

 それを実現するにはどうしたら良いか? 「3個直列・複数並列に並んだ負荷となるLEDチップを適量基盤上から取り外したら一丁あがり」とならない事が判りました。 むしろ、 電流検出抵抗の抵抗値を高めた方が簡単に明るさを低減出来ると判りました。 ただし、 その確認はまだやっていません。 試して見たい方は自己責任で実行して下さい。
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