LED de protección del conductor en pantallas con retroiluminación

NOTA DE SOLICITUD 4576

Por:
Massimo Caprioli

http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/4576

Resumen: Varias ideas de circuitos se presentan para la protección de un impulso convertidor, conductor del LED, cuando los LED están desconectados. (Sin protección, la salida del controlador puede destruir el MOSFET externo y el diodo Schottky.) Un LED-controlador IC (MAX1698) y el comparador (MAX9060 o MAX9028) están incluidos.
Una versión similar de este artículo apareció en el 6 de julio de 2009 en EE Times revista.

Los LEDs, sirven a menudo como la luz de la fuente en una pantalla retroiluminada, y por lo general funciona con una batería de bajo voltaje , como la producida por dos células de NiCd o una de litio-ion de la célula. Un CI ( MAX1698/MAX1698A ) puede simplificar estas aplicaciones al aumentar el voltaje de la batería a un nivel adecuado para el LED. El chip también regula la corriente LED, e incluye el trazado de circuito de control de brillo para la regulación de los LED. La matriz de LED y CI deben permanecer siempre conectados (Figura 1 ).
Figure 1. This schematic illustrates the application of a typical LED-backlight driver.
Figura 1. Este esquema ilustra la aplicación de un conductor típico LED de luz de fondo.
Si se desconecta la matriz de LED de la IC, la pérdida de la corriente LED en RFB permite que el voltaje en FB (pin 6), a caer por debajo del actual umbral de control interno, haciendo que el dispositivo para comenzar a aumentar su voltaje de salida. Por desgracia, el MAX1698 (al igual que muchos dispositivos similares), no pueden detectar el LED de estado desconectado, por lo que aumenta su tensión de salida a un nivel que puede destruir el MOSFET externo y el diodo Schottky. Este problema está presente para cualquier impulso convertidor, no sólo los conductores del LED.
La solución más simple es un diodo Zener conectado a través de los LEDs ( Figura 2 ). Un Zener 16V funciona bien en este caso (la blanca caída de cuatro LEDs sobre 12V), pero debe ser capaz de disipar la energía. Cuando el LED está dibujando 100mA o más y alguien se desconecta ellos, el zener debe disipar ~ 1/6W. Una posible alternativa a este circuito se muestra en la Figura 3 .
Figure 2. The simplest protection for the Figure 1 circuit adds just a zener diode.
Figura 2. La forma más sencilla de protección para el circuito de la Figura 1 sólo añade un diodo Zener.
Figure 3. Adding a zener diode and transistor to the Figure 1 circuit provides low-power protection for the MOSFET and Schottky diode.
Figura 3. Adición de un diodo Zener y transistor al circuito de la figura 1 proporciona una protección de bajo consumo para el MOSFET y el diodo Schottky.
Se requiere la adición de dos resistencias y un transistor, pero el circuito de la Figura 3 no se disipa energía adicional cuando los LED están desconectados. Además, ahorra espacio en el zener puede ser un dispositivo de 0,5 W, y la resistencia y BJT pueden ser estándar-dispositivos de baja potencia disponible en paquetes pequeños, como el SOT23-3, o más pequeños. Los sentidos de voltaje de salida del circuito en el drenaje del MOSFET, y desactiva el controlador (MAX1698) mediante el control de cierre de entrada. Usted puede elegir un voltaje Zener que garantice esta tensión está dentro de las características de funcionamiento del MOSFET.
En otras palabras, el circuito no "funciona", excepto cuando un usuario quita la matriz de LED. En este caso, la tensión de salida comienza a subir, y si llega a la tensión Zener el circuito se cierra y el IC. Al igual que en modo de apagado, el inductor comience a salir cuando el conductor apaga el MOSFET externo, que permite la tensión de salida a caer por debajo del voltaje de Zener y llevar a cabo el controlador de la parada. El controlador se reinicia, y si la matriz de LED permanece desconectado, los aumentos de voltaje de salida hasta que se supere la tensión de Zener, y activa la protección de nuevo.
Debido a la tensión de salida regula todo el voltaje de Zener, este circuito no genera un pico de corriente perjudiciales cuando la matriz de LED se vuelve a conectar. Para ahorrar energía de la batería, sino que también permite el control externo de la modalidad de apagado (con un microcontrolador, por ejemplo, como se muestra en la Figura 3), a cambio de la matriz de luz de fondo.
Otra alternativa es el circuito de la Figura 4 , que requiere un comparador adicional y tres resistencias. Este enfoque también se utiliza, de bajo costo de pequeños componentes y se disipa la energía insignificante. Se detecta voltaje de salida en el diodo Schottky del cátodo, y el circuito de operación de los límites de un sistema de tensión por el divisor de resistencia y el conductor de V _REF salida (1.25V típico).
Figure 4. Better yet, this tiny comparator protects the Figure 1 circuit, dissipates little power, and requires little space on the pc board.
Figura 4. Mejor aún, este comparador pequeña protege el circuito de la figura 1, se disipa poco poder, y requiere poco espacio en la tarjeta de circuito impreso.
Este circuito de protección permanece inactivo hasta que la matriz de LED se quita, y (de nuevo) sus tensiones de servicio permanecen dentro de los límites para el MOSFET elegido. El comparador debe tener un abrir-drena salida ( MAX9060/MAX9061 o MAX9028 ) para permitir el control externo del modo de apagado por un microcontrolador, como antes, para apagar la matriz de luz de fondo cuando sea necesario.
El circuito también consume menos energía, de acuerdo con los valores seleccionados para el divisor de resistencia. (Su reposo actual es de unas cuantas decenas de microamperios.) Por último, pero no menos importante, este circuito es más pequeño que los otros dos debido a que la comparación se presenta en un pequeño SOT23-5 paquetes (MAX9060/MAX9061) o 1x1.52mm ™ paquete de UCSP (MAX9028 ). Los tres circuitos de protección de los MOSFET externo y el diodo en una-luz de fondo LED de aplicación, cuando la matriz de LED está desconectado.
UCSP es una marca registrada de Micrel, Inc.