可充电 LED 手电筒：分步指南

出处：维库电子市场网发布于：2025-01-17 10:56:00 | 759 次阅读

　构造和工作原理

　　完整的电路原理图如图 2 所示。

　　图 2：完整电路原理图
　　如图 1 所示，LED 手电筒包含两种模式——手电筒模式和频闪模式。这些模式由两个按钮 S1 和 S2 选择。
　　该电路由锂离子供电，因此 VDD 介于 3.0 V 和 4.2 V 之间。LED 强度取决于电压 VDD，因此增加了 DC-DC 升压转换器，以便为 LED 提供恒定的必要电流。
　　GreenPAK 设计
　　GreenPAK 设计由两部分组成：LED 控制和 CCCV 电池充电器。
　　LED 控制

　　LED 控制部分如图 3 所示。

　　图 3：LED 控制 GreenPAK 设计

　　具有 50% 占空比的 400 kHz 信号由 OSC1 创建，并进入 2 位 LUT0，该 LUT0 通过 HV PIN 8 控制 Booster 电路。2 位 LUT1 选择所需的模式，然后 3 位 LUT1 启用升压电路（OE1）。当达到 700 mA 的 LED 电流（Vref = 96 mV，PIN7 Rsense ~ 150 mΩ）时，ACMP1H 将 LUT0 设置为 0 并下拉 HV 引脚 8，使通过 LED 的电流保持在同一水平。应该注意的是，必须选择具有尽可能低的栅极阈值电压和足够高电流的外部 MOSFET。例如，IRL3303。Boost 的结果如图 2 和图 5 所示。HV 引脚 8 以蓝色表示，ACMP1H 以绿色表示。

　　图 4：升压操作 — 3.2 V

　　图 5：升压操作 — 3.4 V
　　必要的 LED 模式由 2 位 LUT1 和 MF1 （DFF10）选择。这些信号进入 HV OUT CTRL0 的 HV 引脚 7，该引脚配置为半桥并充当 LED 的。因此，当引脚 7 为低电平时，LED 亮起，反之亦然。此外，内部低侧 MOSFET （PIN 7）用作电流。它的 RDS On 约为 150 mOhm，非常适合我们的目的。
　　频闪模式

　　在 LED 频闪灯模式下，3 W LED 连接到 HV OUT CTRL0 的引脚 7，输入为 11.65 Hz。得到的 LED 信号如图 6 所示。

　　图 6：LED 频闪
　　手电筒模式
　　在手电筒模式下，DFF10 将 HV OUT CNTR0 的使能信号 OE0 设置为高电平，2 位 LUT1 将 IN0 设置为低电平，因此引脚 7 的输出持续为低电平，LED 持续亮起。
　　CCCV 电池充电器

　　CCCV 电池充电器 GreenPAK 设计如图 7 所示。要获取更多信息，请参见AN-CM-363 CCCV电池充电器GreenPAK设计文件。

　　图 7：CCCV 电池充电器 GreenPAK 设计
　　如果 Vusb 已连接，PIN3 会检测到它并打开 ACMP0H 的电源。ACMP0H 检查 Vbat 电压。DFF7 的输出为高电平，因此没有分压器连接到 PIN19。如果 Vbat 低于 3 V，则预充电阶段开始。PWM1 设置电流，CCMP1 控制电流（IN+ Source，具有 CCMP1 的 x8 增益）。在这种情况下，PWM1 宏单元的 Up/Down 输入为低电平，这意味着对于 CCMP1 Vref，我们从 Vref = 160 mV 开始充电（图 8）。因此，CCMP1 保持 67 mA 电流：
　　一旦 ACMP0H 输出为高电平（Vbat 高于 3.0 V），DFF7 输出就会变为低电平，分压器连接到 PIN19。Constant Current 阶段开始。在这种情况下，ACMP0H 对 4.2 V（而不是种情况中的 3.0 V）进行比较。PWM1 的 Up/Down 输入为高电平，因此 CCMP1 Vref 为 960 mV。产生的电流为 ~ 400 mA。请注意，可以通过更改 Reg 文件中的 Vref 值或更改连接到 PIN 12 （Sense B）的来更改这些电流限制。

　　此 CC 阶段一直持续到电池电压达到 4.2 V（ACMP0H 输出为高电平）。然后 Constant Current 停止，Constant Voltage 阶段开始。PWM1 的 Up/Down 输入为低电平，因此 CCMP1 Vref 为 160 mV。在这种情况下，ACMP0H 控制 4.2 V 的恒定电压，而 CCMP1 仅检查并保持电流下降并低于 67 mA 的电池满电流（IBF），直到电池充满电。当电池充满电时，充电过程停止，所有相应的块都处于睡眠模式（CHG_Sleep 为 HIGH）。