Ansteuern einer LED aus einer weitreichenden Eingangsspannung

Ich habe mit dem LM338 IC an einem kleinen linearen Netzteil gearbeitet, das einen Ausgang zwischen 2 V und 30 V regeln kann. Zum größten Teil handelt es sich um eine einfache Implementierung, die direkt aus dem Datenblatt stammt.

Ich möchte eine "Power" -LED auf der Platine einfügen, die anzeigt, wann die Platine unter Spannung steht. Beim LM338 muss die Eingangsspannung ~ 5 V über der Ausgangsspannung liegen. Dies bedeutet, dass die Eingangsleistung je nach Nutzungsszenario von ca. 5V bis 35V. Ich bin mir nicht sicher, wie ich eine Power-LED auf der Platine angesichts dieser weitreichenden Eingangsspannung am besten ansteuern kann.

Anscheinend kann der 7805 5V-Regler bis zu 35V Eingang tolerieren, was eine "bekannte" Spannung liefern würde, von der aus eine LED angesteuert werden kann. Dies scheint jedoch ein wenig übertrieben / teuer und würde wahrscheinlich Hitzeprobleme haben. Ich glaube nicht, dass ich einen großen Widerstand verwenden kann, da die LED bei niedrigeren Spannungen nicht leuchtet oder sehr schwach ist. Ich habe mich über einen Konstantstrom-LED-Treiber gewundert, konnte aber kein geeignetes Teil finden.

Ich würde mich über einige Designvorschläge freuen, wie man eine "Power On" -LED in mein Design einbezieht, wenn man den weiten Eingangsspannungsbereich berücksichtigt. Vielen Dank

Klarstellung Bearbeiten: Meine Stromversorgungsplatine verfügt über einen Drei-Wege-Header und einen 2-poligen Jumper, um die Betriebsart entweder von (A) fester Spannung oder (B) einstellbarer Spannung zu ändern. Für die festen Spannungen wie 3,33 V, 5 V, 12 V wird ein Piano-DIP-Schalter in Verbindung mit verschiedenen 0,1% - oder 1% -Widerständen verwendet. Für den Betrieb mit einstellbarer Spannung verbindet der Jumper den ADJ-Pin LM338 über ein lineares 5K-Potentiometer.

power-supply led design

Antworten:

Annahme: Es wird eine Anzeige für "geregelte Stromverfügbarkeit" und nicht nur eine "Netzversorgung an" benötigt, da letztere nicht wie erwähnt von der variablen Spannung der Stromversorgung beeinflusst würde.

LEDs sind im Wesentlichen stromgesteuerte Geräte, nicht spannungsgesteuert. Solange die Versorgungsspannung mindestens so hoch ist wie die Nenn-Durchlassspannung der LED (plus etwaiger Headroom für Stromregelungsschaltungen) und der Strom durch die LED auf einen gewünschten Wert geregelt wird, leuchtet die LED konstant Intensität. Typische Anzeige-LEDs sind normalerweise für einen Strom von 20 mA ausgelegt, funktionieren jedoch hervorragend bei 10 mA.

Der einfachste Weg, eine konstante Beleuchtung von einer LED über einen weiten Bereich von Versorgungsspannungen zu erhalten, ist die Verwendung einer Konstantstromtreiberschaltung.

Dies kann beispielsweise mit einem LM317 als Konstantstromquelle erfolgen :

schematisch

Alternativ können Sie ein 2- poliges Konstantstromgerät wie den SuperTex CL220 oder CL2 verwenden , das einfach in Reihe mit der LED geschaltet ist . Mit anderen Worten, es ist so einfach wie die Verwendung eines Strombegrenzungswiderstands mit der LED, nur mit einem dieser Teile anstelle des Widerstands.

— Anindo Ghosh
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Würde der IC bei Verwendung eines LM317 in der oben genannten Konfiguration des Stromreglers genauso heiß werden wie bei der Arbeit als Spannungsregler (dh benötige ich einen Kühlkörper, wenn der Eingang 30 V beträgt)? Dank des Links zum Supertex CL2 hatte ich diese auch nicht gesehen - in TO-92-Paketform wären dies ähnliche Kosten, aber weniger Platz auf der Platine als bei einer großartigen LM317- oder 7805-Lösung.

@ j-roc Die Verlustleistung des LM317 ist die Differenz zwischen Spannung und Strom (10 mA, wenn Sie meinem obigen Vorschlag folgen). Das sind 270 mW Wärme, wenn Sie einen 3-Volt-Abfall der LED annehmen, bis zu 300 mW, wenn Sie die LED-Kabel kurzschließen. Keine große Sorge, vermute ich. Die SuperTex-Teile sind kleine Wunder - ich habe einige dieser Teilefamilien probiert und seitdem nie aufgehört, auf sie zu schwören.

— Anindo Ghosh

Da der LM338 einen minimalen Laststrom von etwa 5 oder 10 mA benötigt, um ordnungsgemäß zu funktionieren, sollten Sie diesen für die LED verwenden. Das Hinzufügen eines PNP-Transistors wie unten gezeigt sollte in Ordnung sein. -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

$\frac{10mA}{400} mA = 25\mu A$

— Andy aka
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Dies ist eine geniale Lösung, ich mag es. Es ist billiger als die Verwendung eines anderen Linearreglers. In Bezug auf Ihren Kommentar zur 2% Vout-Verschiebung ist dies jedoch nicht ideal, da ich den LM338 sowohl im festen als auch im variablen Modus verwende. Bitte beachten Sie meine Klarstellung oben bearbeiten.

@ j-roc Was ist der höchste Wert von R1 in Ihren festen Anwendungen?

— Andy aka

R1 ist für meine Schaltung immer 120R 0,1%. Ich denke, vielleicht meinst du R2, mit dem die Ausgabe eingestellt wird. Im festen Modus ist der höchste Wert von R2 750R.

@ j-roc Nein, ich meine R1 - dies ist der Widerstand, der vom Basisstrom "umgangen" wird, und ich sagte, er würde einen Fehler von 2% ergeben, wenn R1 als 1 kOhm angenommen wird. Jetzt, da R1 immer 120R ist, sinkt der Fehler auf ungefähr 0,24% und das ist ziemlich gering. Angesichts der Tatsache, dass Vref 1,25 +/- 4% beträgt, sollte dies sicherlich als winzig angesehen werden, und ich würde die Notwendigkeit von 0,1% Widerständen in Frage stellen, da es unabhängig von der Güte der Widerstände eine Variation gibt, die bedeutet, dass Ihre Ausgangsspannung bis zu 4 beträgt % unterscheidet sich von Ihren Berechnungen.

— Andy aka

OK, hört sich so an, als wäre das dann kein Problem. Danke für die Klarstellung. Obwohl dies eine großartige Lösung ist, habe ich mich nach einiger Überlegung für den von Anindo oben vorgeschlagenen SuperTex CL2 IC entschieden (schade, dass ich nicht beide als akzeptierte Antworten markieren kann!).