本設計實例主要討論了以下幾點:

· 軟開關的導通/斷開操作; · 睡眠模式下的漏電流為零; · 兩級調光; · 電池低電量保護; · 基於CMOS4017詹森計數器(Johnson counter)的簡單控制器。

為了方便理解,電路被分成兩部分:邏輯控制(圖1)和LED驅動(圖2)。

20170825TA01P1 圖1 LED控制器。

電路由瞬動式按鍵開關控制。在SW1按下之前,整個電路處於睡眠模式,消耗電流為零;閉合SW1後,借助IC1——TL431可程式設計齊納二極體(Zener diode),Q2進入導通狀態,繼而給IC2和MOSFET Q3加電。

此時接腳3的Q0輸出將LED亮度設為25%,這是由R14確定的(圖2)。每按一下開關都會給IC2.14饋送一個時脈脈衝,並使計數器加1;第二次按下開關將使Q1變高,並由R15將第二次調光水準設為50%的亮度。R14和R15將電流注入IC3的回饋節點,以實現不同的亮度。第三次按下開關將IC2的非連接輸出端Q2置高(讓Q1和Q2處於低電平),繼而將LED設為100%的亮度;第四次按下開關則將Q3置高,拉低IC1的偏壓,使整個電路進入睡眠模式。

20170825TA01P2 圖2 可控制的LED升壓轉換器。

當電池電壓下降到大約11.2V時,IC1停止工作,這是由R4、R5、Q2的VCE壓降,以及D4的正向壓降決定的(正常工作時,在D2的幫助下,TL431會使電池低電量指示燈LED1處於熄滅狀態)。為了防止電池在低電量的情況下繼續工作,LED1會閃爍一小會兒,然後熄滅,但只要SW1被按下,LED1就會繼續點亮。

本實例中用了一個典型的MC34063直流-直流(DC-DC)轉換器作為LED驅動器,這是一種既划算又比較容易實現的解決方案。電感L1可以自製,也可以採用Wurth元件(744743221),負載開路保護由D10實現,必要時,可以調整R14和R15來獲得所需的亮度等級。

本設計實例可以應用於LED燈、閱讀燈、露營燈和通用照明燈。這些應用的電池可以用太陽能、交流電、汽車適配器或任何其他合適的能源充電。