可充電 LED 手電筒：分步指南

出處：維庫電子市場網發(fā)布于：2025-01-17 10:56:00 | 1016 次閱讀

　構造和工作原理

　　完整的電路原理圖如圖 2 所示。

　　圖 2：完整電路原理圖
　　如圖 1 所示，LED 手電筒包含兩種模式——手電筒模式和頻閃模式。這些模式由兩個按鈕 S1 和 S2 選擇。
　　該電路由鋰離子電池供電，因此 VDD 介于 3.0 V 和 4.2 V 之間。LED 強度取決于電壓 VDD，因此增加了 DC-DC 升壓轉換器，以便為 LED 提供恒定的必要電流。
　　GreenPAK 設計
　　GreenPAK 設計由兩部分組成：LED 控制和 CCCV 電池充電器。
　　LED 控制

　　LED 控制部分如圖 3 所示。

　　圖 3：LED 控制 GreenPAK 設計

　　具有 50% 占空比的 400 kHz 信號由 OSC1 創(chuàng)建，并進入 2 位 LUT0，該 LUT0 通過 HV PIN 8 控制 Booster 電路。2 位 LUT1 選擇所需的模式，然后 3 位 LUT1 啟用升壓電路（OE1）。當達到 700 mA 的 LED 電流（Vref = 96 mV，PIN7 Rsense ~ 150 mΩ）時，ACMP1H 將 LUT0 設置為 0 并下拉 HV 引腳 8，使通過 LED 的電流保持在同一水平。應該注意的是，必須選擇具有盡可能低的柵極閾值電壓和足夠高電流的外部 MOSFET。例如，IRL3303。Boost 的結果如圖 2 和圖 5 所示。HV 引腳 8 以藍色表示，ACMP1H 以綠色表示。

　　圖 4：升壓操作 — 3.2 V

　　圖 5：升壓操作 — 3.4 V
　　必要的 LED 模式由 2 位 LUT1 和 MF1 （DFF10）選擇。這些信號進入 HV OUT CTRL0 的 HV 引腳 7，該引腳配置為半橋并充當 LED 的開關。因此，當引腳 7 為低電平時，LED 亮起，反之亦然。此外，內部低側 MOSFET （PIN 7）用作電流傳感器。它的 RDS On 約為 150 mOhm，非常適合我們的目的。
　　頻閃模式

　　在 LED 頻閃燈模式下，3 W LED 連接到 HV OUT CTRL0 的引腳 7，輸入為 11.65 Hz。得到的 LED 信號如圖 6 所示。

　　圖 6：LED 頻閃
　　手電筒模式
　　在手電筒模式下，DFF10 將 HV OUT CNTR0 的使能信號 OE0 設置為高電平，2 位 LUT1 將 IN0 設置為低電平，因此引腳 7 的輸出持續(xù)為低電平，LED 持續(xù)亮起。
　　CCCV 電池充電器

　　CCCV 電池充電器 GreenPAK 設計如圖 7 所示。要獲取更多信息，請參見AN-CM-363 CCCV電池充電器GreenPAK設計文件。

　　圖 7：CCCV 電池充電器 GreenPAK 設計
　　如果 Vusb 已連接，PIN3 會檢測到它并打開 ACMP0H 的電源。ACMP0H 檢查 Vbat 電壓。DFF7 的輸出為高電平，因此沒有分壓器連接到 PIN19。如果 Vbat 低于 3 V，則預充電階段開始。PWM1 設置電流，CCMP1 控制電流（IN+ Source，具有 CCMP1 的 x8 增益）。在這種情況下，PWM1 宏單元的 Up/Down 輸入為低電平，這意味著對于 CCMP1 Vref，我們從 Vref = 160 mV 開始充電（圖 8）。因此，CCMP1 保持 67 mA 電流：
　　一旦 ACMP0H 輸出為高電平（Vbat 高于 3.0 V），DFF7 輸出就會變?yōu)榈碗娖?，分壓器連接到 PIN19。Constant Current 階段開始。在這種情況下，ACMP0H 對 4.2 V（而不是種情況中的 3.0 V）進行比較。PWM1 的 Up/Down 輸入為高電平，因此 CCMP1 Vref 為 960 mV。產生的電流為 ~ 400 mA。請注意，可以通過更改 Reg 文件中的 Vref 值或更改連接到 PIN 12 （Sense B）的電阻器來更改這些電流限制。

　　此 CC 階段一直持續(xù)到電池電壓達到 4.2 V（ACMP0H 輸出為高電平）。然后 Constant Current 停止，Constant Voltage 階段開始。PWM1 的 Up/Down 輸入為低電平，因此 CCMP1 Vref 為 160 mV。在這種情況下，ACMP0H 控制 4.2 V 的恒定電壓，而 CCMP1 僅檢查并保持電流下降并低于 67 mA 的電池滿電流（IBF），直到電池充滿電。當電池充滿電時，充電過程停止，所有相應的塊都處于睡眠模式（CHG_Sleep 為 HIGH）。