三留先生のパワーLED講座 第10回 オペアンプ&スイッチングレギュレーターの駆動回路

 

エンジニアの皆さん こんにちは。 レボックス株式会社の 三留です。 

前回は PM駆動回路についてでした。 今回は、その他の駆動回路についてです。    
  ■ LED オペアンプ駆動回路   &LEDスイッチングレギュレーター駆動回路■
    << LEDオペアンプ駆動回路 >>     
オペアンプを使い、センス抵抗から電圧をフィードバックすることにより 高精度な定電流駆動が 可能となります。  
OP回路.jpg
 
例えば、センス抵抗R1を10Ωとして、マックス0.3Aの電流を流すとすると センス電圧は3Vとなり、 オペアンプの+端子に0〜3Vを入力することにより 0〜300mAの電流調光が可能となります。         次に オペアンプ使用定電流回路の実使用例 を下記に示します。
     OP標準回路.jpg  
■オペアンプ使用回路動作確認     @ オシロスコープのプローブを Aポイント、 Bポイントに取り付ける。   A 電源を投入後、入力電圧を0−3V可変させた時に Bの                     電圧がどのように変わるか確認する。     
 ----------◆ 次に スイッチングレギュレーター駆動です ◆--------------  
 
ここで 入力電圧が高い場合の駆動方法について考えてみます。
 
LM317を利用した定電流回路についてです。
   
定電圧の駆動で抵抗だけでの電流制限でも、このようなLM317の回路でも
かなりの発熱がおこります。

 
  
 
駆動回路1.jpg 
 
 
入力の24VからLEDの順電圧3.5Vとリファレンスの1.25Vを引いた、
24−3.5−1.25V=19.25V
の電圧がLM317に印加された状態となります。
 
 
350mAの電流を流すと、19.25×0.35A=6.74Wの熱が
LM317から発生します。
この熱を引くにはかなり大きなヒートシンクが必要となります。
  
 
このようなときはスイッチィングレギュレーターを使うと発熱を抑えられます。
下記にて スイッチィングレギュレーター回路と動作原理を補足します。

 
 
駆動回路2.jpg 
 
 ■ 動作原理 ■   LEDに流れる電流をセンス抵抗で監視して、 発生電圧をドライバで監視する。    電流が少ない時はスイッチをONにして、 逆に電流が多い時はスイッチをOFFにして 一定の電流がながれるようにする。   スイッチONの時にコイルにエネルギーをためて スイッチOFFにした時にエネルギーを放出して 急激に電流が落ちないように制御。
 
 ■ 電流リップル ■     リップルを小さくするためには、LEDと並列にコンデンサを入れます。    このコンデンサは高周波特性のよいセラミックコンデンサが最適です。  電解コンデンサは適切でありません。    このリップルを小さくすることに より発熱を抑えることができます。  
 ■ 波形確認 ■   @下記スイッチイングレギュレーター回路図のAのチェック端子に プローブをつないでセンス電圧波形を確認する。   Aリップル除去コンデンサを取り付けてリップルが減ることを確認する。  
 
 
駆動リップル.jpg   
 
 
 スイッチングレギュレーター駆動.jpg

 
★ スイッチングレギュレーター特徴を まとめてみます。    ・ 発熱が少ない。 ・ 小型である。    ・ スイッチングノイズがある。 ・ 外付け部品がやや多い。

以上。

  10回に渡って お伝えした「パワーLED講座」は  今回が最終回です。

皆さま お疲れ様でした。 しかし、最後に もう一回追加で 第11回目として      『 LED回路設計。 無料シュミレーターを使って LED電子回路の設計を行う方法』
を レクチャーしてみようと思います。


次回 最終講座を終えると、電子回路の知識が無くても LED電子設計が出来る、、、、!!

   次回 最終回をお楽しみに!

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「三留先生のパワーLED講座」は、2010年に 高度職業能力開発促進センター (通称:ポリテクセンター)にて 弊社三留が講師を務めた際、使用した テキストを用いてお届けしています。 ************************************* 
 
 
 

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