Nsi45020at1g как подключить

Питание светодиодов до 1 Вт: светодиодные драйверы NSI45/50xxx

Выходы линейных драйверов представляют собой генератор тока. Стабильный ток в широком диапазоне входных напряжений обеспечивает постоянную яркость и долговечность светодиодов. Линейные драйверы светодиодов используются в тех случаях, когда напряжение питания заведомо больше падения напряжения на линейке питаемых светодиодов. Основные достоинства драйверов такого типа — простота, дешевизна, а также отсутствие высокочастотных помех при работе. А в отдельных приложениях по соотношению цена/качество они сохраняют преимущество по сравнению с индуктивными и емкостными драйверами.

Линейные токовые драйверы серии NSI4550xx

Компания Semiconductor Components Industries LLC, являющаяся подразделением ON Semi с декабря 2004 года, разработала серию линейных драйверов NSI4550xx. Ее разработки в партнамбере имеют префиксы NSI и NCL, NUD, NLSF, NCP.

Таблица 1. Основные параметры линейных светодиодных драйверов

Тип прибора	Регулировка тока	Диапазон тока, мА	Корпус	Рассеиваемая мощность на корпусе, Вт	Макс. напряжение, В
NSI50010YT1G	–	10 ± 10%	SOD-123	0,46	50
NSI45020AT1G	–	20 ± 10%	SOD-123	0,46	45
NSI45020JZT1G	Есть	20…40 ± 15%	SOT-223	1,50	45
NSI45025AT1G	–	25 ± 10%	SOD-123	0,46	45
NSI45025AZT1G	–	25 ± 10%	SOT-223	1,40	45
NSI45030AT1G	–	30 ± 10%	SOD-123	0,46	45
NSI45030AZT1G	–	30 ± 10%	SOT-223	1,40	45
NSI45060DDT4G	Есть	40…100 ±15%	DPAK-4	2,70	45
NSI45090DDT4G	Есть	90…160 ±15%	DPAK-4	2,70	45

В линейных регуляторах серии NSI4550xx используется патентованная технология Self-Biased Transistor (SBT), обеспечивающая регулировку тока в широком диапазоне входных напряжений до 45 В. В регулирующем элементе используется отрицательный температурный коэффициент, что обеспечивает защиту светодиодов от перегрева, а также повышенных напряжений и тока. Со стороны анодной цепи регулятора есть защита от импульсных бросков напряжения. Все микросхемы имеют широкий рабочий температурный диапазон -55…150°С.

Во всех микросхемах серии NSI45xx используется один и тот же кристалл. Для драйверов с фиксированным током номинал тока задается встроенным резистором. А для драйверов с регулируемым током имеется вывод для его регулировки. Ток задается внешним резистором. Три типа корпусов (SOD-123, SOT-223, DPAK-4) обеспечивают разные уровни рассеиваемой мощности.

Цена микросхем в основном зависит от корпуса. Самые дешевые — корпуса SOD-123. Более дорогие драйверы — с возможностью регулировки тока и в корпусе DPAK-4. Уровень этих цен сопоставим с мощными SMD-резисторами, которые традиционно используются как простейший вариант генератора тока для маломощных светодиодов.

Система обозначений микросхем:

NSI — префикс разработки подразделения Semiconductor Components Industries LLC;

45/50 — название семейства линейных драйверов;

10/20/25/30/60/90 — номинальный ток драйвера;

J — наличие вывода для установки тока;

AT — корпус SOD-123;

ZT — корпус SOT-223;

DDT4 — корпус DPAK-4.

Схемы включения линейных драйверов

Семейство драйверов NSI45/50xx обеспечивает управление маломощными светодиодами с рабочими токами 10…160 мА. Драйверы всех типов семейства допускают параллельное включение для увеличения суммарного тока в цепи светодиода до 400…600 мА. С помощью мощных драйверов типа NSI45090DDT4G можно обеспечить управление светодиодами мощностью 1…3 Вт. На рис. 1 показаны типовые схемы включения линейных драйверов с регулировкой тока.

Рис. 1. Типовые схемы включения линейных драйверов с цепью установки тока

Слева — топология с несколькими цепочками светодиодов, ток в каждой из которых задается отдельным генератором тока. Справа — параллельное объединение нескольких стабилизаторов для увеличения тока в цепочке светодиодов.

В данной схеме используются сверхъяркие светодиоды HF3-R5570 красного свечения, рассчитанные на номинальный ток 20…60 мА и имеющие яркость 1 люмен при 20 мА.

При питании цепочки из трех светодиодов с током 100 мА напряжение на драйвере будет 3…5 В. Рассеиваемая мощность на корпусе одной микросхемы — 0,3…0,5 Вт. При токе 20…30 мА — мощность рассеивания 0,1…0,2 Вт. В этом случае можно использовать более дешевые драйверы в корпусе SOD-123.

Для установки требуемого значения тока регулируемых стабилизаторов следует выбрать нужный номинал токорегулирующего резистора Radj (на основании графика зависимости тока от сопротивления, представленного в описании ИС).

Применение линейных регуляторов тока NSI4550xx

Драйверы линейки NSI45/50xx в основном ориентированы для использования в автомобильном секторе. Основное назначение — управление светодиодными индикаторами, расположенными на приборной панели автомобиля (дискретные индикаторы состояния автомобильных систем, графические полоски расходомеров, фоновая подсветка панели приборов и т.п.). Основные достоинства серии NSI45/50xxx — работа в широком диапазоне напряжений до 45/50 В, что обеспечивает защиту от бросков тока в автомобильной сети, а также широкий температурный диапазон -55…150°С.

Диапазон рабочих напряжений автомобильной сети 9…16 В. Однако возможны и скачки напряжений до 40 В при включении индуктивных нагрузок в бортовой сети автомобиля. Это — стартер, кондиционер, электроприводы стеклоподъемников, замки дверей и т.п. В список потенциальных применений маломощных светодиодных источников света в автомобилях входят:

• Линейка светодиодов центрального заднего стоп-сигнала (CHMSL);
• Подсветка индикаторов приборной панели автомобиля (торпеды);
• Подсветка режимных кнопок и переключателей в авто, индикаторов открытых дверей и непристегнутых ремней безопасности;
• Верхний свет в салоне (Dome Lighting);
• Подсветка зеркал (Mirror Lights);
• Противотуманный свет (Fog Lights, задние противотуманки — опциональные фонари);
• Подсветка порогов и гнезда ключа зажигания;
• RGB Ambient Lighting — внешняя декоративная подсветка корпуса автомобиля цветными RGB-светодиодами;
• Подсветка аварийного СТОП-сигнала;
• Светодиодная подсветка поворота на боковых зеркалах, подсветка приборной панели;
• Лампы подсветки автомобильного номера;
• Уголковый или стрелочный указатель поворота на боковых зеркалах автомобиля;
• Дополнительные габаритные светодиодные огни фур, фургонов и грузовиков.

Драйверы могут с успехом использоваться для управления как одиночными, так и кластерными светодиодными источниками света в других приложениях, таких как ночники, прикроватные светильники, аварийный и дежурный свет, декоративное оформление интерьеров, подсветка рекламных постеров, вывесок, светодиодных рекламных букв (Channel Lettering).

Светодиодные буквы

Световые объемные буквы используются в качестве фасадной вывески и рекламного объявления (рис. 2). Долговечность, относительно невысокая стоимость, а также возможность использования в сочетании с другими рекламными средствами делают светодиодные буквы одним из самых востребованных видов рекламы.

Рис. 2. Рекламная вывеска со светодиодными буквами

Буквы заполняются светодиодами и подключаются особым образом, чтобы создать феерические эффекты переливов цвета. Такая вывеска заставляет рекламу работать!

Подсветка панели приборов в автомобиле

Для подсветки индикаторов на приборной панели автомобиля могут использоваться как одиночные светодиоды, так и цепочки из них с рабочими токами 20…40 мА. В современных автомобилях используется функция адаптивного изменения яркости подсветки «ночь-день», а также смена цвета фоновой подсветки приборной панели.

Дополнительный задний стоповый фонарь — CHMSL

CHMSL (Centre High Mount Stop Lamp) — центральная полоска заднего стопового сигнала. В автомобилях размещается внутри салона в верхней или нижней части заднего стекла (рис. 3).

Рис. 3. Светодиодный центральный стоповый сигнальный фонарь

(В универсалах и хэчбэках — вверху стекла задней двери). Предупреждающий фонарь имеет форму вытянутой полоски длиной 15…40 см. В настоящее время он реализуется в основном на светодиодных полосках красного свечения. На рис. 4 показана схема светодиодного сигнала CHMSL на заднем стекле автомобиля.

Рис. 4. Схема светодиодного сигнала CHMSL

Дополнительные сигналы поворота
для легковых автомобилей и грузовиков

Сигнал поворота дублируется на задних фонарях, боковых индикаторах на крыльях, а также на зеркалах бокового обзора (сбоку и на плоскости самих зеркал), обеспечивая индикацию предполагаемого маневра в широком угловом пространстве и всех возможных ситуациях движения. При очень плотном движении, например, в пробке, основные задние сигналы поворота могут быть закрыты корпусами соседних автомобилей. На рис. 5. показана реализация светодиодного сигнала поворота на боковых зеркалах автомобиля.

Рис. 5. Дублирующие сигналы поворота на крыле, зеркале бокового обзора снаружи и внутри (подсвечиваемая стрелка)

Электронные датчики внешней освещенности позволяют автоматически регулировать яркость светодиодов в боковых зеркалах обзора, что повышает комфортность вождения и обеспечивает повышение уровня безопасности движения.

Отладочные платы

Для оценки возможностей светодиодных линейных драйверов семейства NSI45/50xx компания ON Semi предоставляет два типа демо-плат: DS2361 и CCRGEVB. DS2361 демонстрирует возможности драйвера NSI5030T1G применительно к автомобильному сектору. На плате есть тестовые точки для контроля напряжений и токов, а также джамперы для выбора токовых режимов и конфигурации включения драйверов. CCRGEVB демонстрирует простоту, элегантность и низкую стоимость решений на основе линейных регуляторов тока компании ON Semiconductor. Плата содержит четыре отдельных схемы, в которых используются шесть типов драйверов: NSI45020AT1G, NSI45030AT1G, NSI45030AZT1G, NSI45035JZT1G, NSI45060DDT4G, NSI45090DDT4G.

Компания КОМПЭЛ является официальным дистрибьютором ON Semiconductor. Образцы всех представителей семейств драйверов NSI45xxNSI50xx и демонстрационных плат DS2361доступны со склада компании в Москве.

Литература

1. NSI45020AT1G Constant Current Regulator & LED Driver. Datasheet

2. NSI45020JZT1G Adjustable Constant Current Regulator & LED Driver. Datasheet

3. NSI45025AT1G Constant Current Regulator & LED Driver. Datasheet

4. NSI45025AZT1G Constant Current Regulator & LED Driver. Datasheet

5. NSI45030AT1G Constant Current Regulator & LED Driver

6. NSI45035JZT1G Adjustable Constant Current Regulator & LED Driver

7. NSI45060DDT4G Adjustable Constant Current Regulator & LED Driver

8. AND8349/D Automotive Applications The Use of Discrete Constant Current Regulators (CCR) For CHMSL Lighting.

Линейный драйвер CCR (NSI45020AT1G) источник постоянного тока 20мА

Лёгкий обзор про интересную штуковину для любителей светодиодов (колхоз included)
Все уважающие себя светодиодные маньяки знают, что светодиод — это не лампочка (хоть и светит) и просто так включать его к источнику питания нельзя. Для проблемы включения есть несколько решений драйвер или токоограничивающий резистор. Первое эффективно, но дорого, резистор дёшево и сердито.

На просторах интернетов нашёл я следующую вещь. Герой обзора — это двухвыводной линейный стабилизатор тока с номиналом 20 мА. Он включается в цепь последовательно и поддерживает в ней ток 20 мА, при этом часть напряжения падает на нагрузке а часть на самом регуляторе (макс 45В). Если надо большие токи то можно добиваться токов кратных номинальному параллельно последовательным включением (n стабилизаторов соединяются параллельно где I=20*N далее эта группа включается последовательно в цепь)
Вольтамперная характеристика.

Размеры стабилизатора (1,6 x 2,69) mm (1,6 x 3,68 если учитывать ножки) собственно размеры близки к SMD резисторам, а последовательное включение позволяет его использовать вместо токоограничивающего резистора. Ток в 20ма подходит для 5050 и им подобным типам светодиодов.

Типичные применения (выписка из мануала)

К герою обзора были прикуплены 500шт. 5050 (цена 12.40).
Реализуем подсветку багажника для авто. До этого я несколько раз пытался её реализовать

1)просто светодиоды с запасом падения напряжения — выход из строя
2)кренка на 12В и светодиоды с общим падением свыше 12В — выход из строя
3)кренка на 12В и светодиоды с общим падением свыше 12В + соединение в «сетку» на узлах — выход из строя
4) кренка на 12В и светодиоды с токоограничивающим резистором — угадайте что было дальше )

Итак инструкция из мануала и макет платы в P-CAD кто как хочет так и макетирует ) 5050 состоят из 3 светодиодов в одном корпусе соединяем их последовательно и цепляем стабилизатор.
Воплощаем идею в медь
Пайка + негодование восхищение плотностью компоновки деталей ( пожадничал я места )
Готово
Одеваем стекло несём в машину всё возвращаем на места
Profit

Итоговый замер показал, что средне протекающий ток меньше 20мА (что объясняется приведенной в начале вольтамперной характеристикой и в принципе вполне устраивает т.к. светодиоды работают в щадящем режиме)

Выводы: Данный стабилизатор претендует стать идеальной заменой токоограничивающих резисторов. Он не станет заменой для импульсных драйверов, однако для маломощных светодиодов это отличное решение. Цена по сравнению с резисторами пока великовата, но вполне доступна. Вопрос качества пока открыт опыт применения мал и за надёжность говорить пока не могу, однако, как и все китай шопоголики с оптимизмом смотрю вперёд.
В ближайшее время обзор будет дополнен попыткой создать собственную «кукурузу» на основе данного стабилизатора. Следите за обновлениями.

немного о светодиодах и NSI45020

После моего поста о LED стопе ко мне начали поступать вопросы про использование NSI45020.
Решил немного внести ясности тем кто либо ленится, либо просто не читает даташиты). Я постараюсь кратенько и доступно все рассказать.

Начну я с того, что многим уже вероятно ясно, что светодиод полезный и нужный полупроводниковый прибор. Который в отличии от лампы накаливания нужно правильно питать. Насколько правильно вы подключите питание к светодиоду, напрямую будет зависеть продолжительность его жизни.
Светодиод по своей природе питается только током. На каждый светодиод есть свои даташиты, в которых и указывается его номинально потребляемый ток. Будете кормить его повышенным током, кристалл светодиода быстро помутнеет, яркость при этом упадет и вскоре он погибнет смертью храбрых, при этом оказав свое негативное влияние на собратьев (если светодиоды собраны в цепочку). Будете питать меньшим током, опять таки потеряете в яркости, зато спасете его от мучительной смерти. В целях спасения некоторые делают запас по току, например питать светодиод током на 90% от номинала.

С питанием вроде все ясно. Теперь вопрос как питать. Схем включения существует великое множество, начиная от токоограничивающих резисторах, линейных стабилизаторов тока и напряжения, заканчивая dc-dc преобразователями и специальными драйверами.
Про каждому способу все подробно разжевано и на драйве и в интеренете в целом, достаточно всего лишь воспользовавшись секретной кнопочкой поиска). Каждый из способов имеет свои преимущества и недостатки.
Схемы с только лишь с токоограничивающими резисторами крайне нежелательны в том плане, что напряжение в бортсети автомобиля изменяется в больших пределах, соответственно при разных напряжениях и одинаковом сопротивлении резистора ток в цепи будет значительно менятся.
Использование линейных регуляторов тока по типу lm317 считаю тоже не целесообразным. При подключении гирлянды из светодиодов идет чрезмерный нагрев lm-ки, необходима установка дополнительного охлаждения, необходим дополнительный корпус, да и в миниатюрные поделки их не приспособить по причине малого простанства. Про стабилизаторы напряжения по типу КРЕН-ок и им подобным, народ не учитывает падение напряжения на самом микросхеме, не учитывает напряжения запуска микросхемы, в следствие чего видит что светодиоды моргают.
dc-dc преобразователи тока вышеуказанных недостатков не имеют. Придется конечно предварительно собрать схемку. Они хороши тем, что у них высокий кпд и с них можно выжать достаточно большой ток. К примеру запитать цепочку 1 ваттных эммитеров или целую гирлянду из smd5050. Хотя в случае гирлянды я допускаю такую возможность, что в одной-двух цепочках окажутся светодиоды низкого качества и быстро выдут из строя, что повлечет за собой рост тока на оставшихся светодиодах, о результате вы уже сами догадались).

Другое дело использовать специализированные светодиодные драйвера по типу NSI45020. Эта кроха несет на своем борту большое количество вкусняшек. Она специально разработана для работы в автомобилях: имеет защиту по всплескам напряжения в бортовой сети; диапазон рабочих температур от -55 до +150 градусов; защита от переполюсовки; возможность изменять яркость с помощью шим; возможность параллельного включения для повышения выходного тока; при повышении температуры регулятора, выходной ток будет снижаться, что опять таки нам в плюс; падение напряжения 0,5 В; напряжение включения 7,5 В. Одним словом "то что доктор прописал".

Напряжение питания до 45 В, на выходе стабильные 20 мА. Включается последовательно с цепочкой светодиодов, единственное условие: сумма падений напряжения на светодиодах должна быть меньше входного напряжения минимум на 0,7 В. Используя светодиоды на 20 мА включаем последовательно с гирляндой. Если необходим больший ток, к примеру 40 мА, смело включаем параллельно 2 регулятора.

Менять яркость светодиодов с помощью шим, да пожалуйста). Максимальная частота работы регулятора 10 МГц. Производитель рекомендует использовать частоту шим от 100 Гц до 100 КГц. Ниже 100 Гц возможно мерцание светодиода, заметное человеческому глазу.

Подведем итог: регулятор как ни крути подходит для наших автомобильных поделок со светодиодами, включает в себя большое количество защит, не боится низких и высоких температур, позволяет менять яркость с помощью шим, является сверхкомпактным, простым в плане подключения, требует от нас минимум расчетов и лишних телодвижений.

И пускай стоит он не так дешево, но оно того стоит. И не раз я в этом уже убедился. Особенно актуально использовать в особо ответственных проектах, таких как подсветка приборов или поворотников и прочего. одним словом куда лезешь один раз и навсегда, чтобы вновь не разбирать или расклеивать поделку.

Схема драйвера светодиодов для применения в архитектурной и интерьерной подсветке

Как известно светодиоды более эффективны, чем лампы накаливания и имеют длительный срок службы (в 100 раз больше чем у ламп накаливания), но для их питания требуются специализированные драйверы, которые не допускают превышения значений рабочих параметров светодиодов. Основной параметр относительно прост: необходимо обеспечить постоянный ток через светодиоды, не превышающий максимального значения.

Традиционные источники питания поддерживают неизменное выходное напряжение при изменении тока нагрузки. Резистор, включенный последовательно со светодиодами, ограничивает ток. Подобная конструкция предполагает, что значение напряжения на светодиодах известно и не меняется при изменении температуры самого светодиода. К сожалению, прямое падение напряжения светодиода меняется в зависимости от температуры, и производители светодиодов, обычно, производят отбор светодиодов по прямому падению напряжения, что позволяет изготовителям осветительных приборов разрабатывать оборудование с учетом данного параметра при фиксированной температуре. Схемы, в которых используются разные светодиоды (не отсортированные по прямому падению напряжения), экономят время производителей светодиодов, и в результате, их стоимость снижается. Кроме того, светодиоды имеют отрицательный температурный коэффициент прямого падения напряжения, который может вызвать в схеме температурную нестабильность, что требует от разработчиков внедрения самозащиты в проекты электронных схем.

Идеальный подход при управлении светодиодами – это схема, которая отслеживает значение тока и поддерживает его постоянным. Прямое падение напряжения светодиода в такой схеме не играет роли, становится ненужным отбор светодиодов по величине этого параметра, а также исключается эффект отрицательного температурного коэффициента прямого падения напряжения светодиода. Эти схемы могут быть сложными импульсными преобразователями или простыми линейными регуляторами с обратной связью. Сложные импульсные преобразователи идеальны для осветительных приложений высокой мощности, например для систем уличного освещения.

Простые, экономичные и надежные гибридные схемы находят применение в системах архитектурной и интерьерной подсветки. Они могут уступать по эффективности сложным импульсным регуляторам, но их дешевизна и простота изготовления делают их привлекательными. Кроме того, данные схемы имеют универсальную спецификацию по напряжению питания: переменное напряжение от 85 В до 250 В с частотой 50 или 60 Гц.

Схема на Рисунке 1 включает в себя выпрямительный мост, чоппер и регулятор тока. Двухполупериодный мост собран на диодах D₁, D₂, D₃, D₄ и питает схему чоппера. MOSFET транзистор Q₂ сразу включается и конденсатор С₁ начинает заряжаться.

Рисунок 1.

Схема для питания цепочки светодиодов постоянным током от электросети с широким диапазоном переменного напряжения.

Резисторы R₁ и R₂ образуют делитель напряжения. Когда напряжение на катоде стабилитрона D₅ достигает уровня 43.5 В, стабилитрон включается, что приводит к открыванию транзистора Q₁ и закрыванию транзистора Q₂. Стабилитрон D₆ предназначен для защиты затвора транзистора Q₂.

Напряжение на конденсаторе С₁ остается на уровне 80…90 В. Заряженный конденсатор питает регулятор постоянного тока NSI45020AT1G и линейку светодиодов. В данном примере используются 22 светодиода, включенных последовательно.

Последовательно со светодиодами включен резистор R₄ для измерения протекающего через светодиоды тока.

NSI45020AT1G – это компактный, двухвыводной регулятор тока для управления маломощными светодиодами. Устройство выполнено в корпусе SOD-123, обеспечивает в цепи стабильный ток 20 мА, не требует дополнительных внешних компонентов. Простое и надежное устройство позволяет создавать недорогие решения для управления светодиодами. Регулятор включается последовательно в цепь светодиодов, работает с максимальным рабочим напряжением 45 В, обеспечивает ток в цепи 20 мА с точностью ±10%, имеет встроенную ESD защиту, рабочий температурный диапазон от –55 до +150 °С. Для обеспечения тока в цепи больше 20 мА нужно включить параллельно несколько регуляторов (2 регулятора – ток 40 мА, 3 регулятора – ток 60 мА и т.д.).

На Рисунке 2 изображены осциллограммы напряжения в различных точках схемы при питании ее переменным напряжением 150 В. Верхняя линия отображает выход выпрямительного моста. Средняя соответствует напряжению на конденсаторе C₁. На нижней линии – напряжение на резисторе датчика тока R₄, пропорциональное току через цепочку светодиодов.

Осциллограммы наглядно показывают, что при входном напряжении выше 80 В включается схема чоппера и начинает ограничивать напряжение для схемы регулятора.

На Рисунке 3 изображены осциллограммы при питающем переменном напряжении 85 В.

Рисунок 2.	Когда напряжение с выпрямительного моста поднимается выше уровня 80 В, схема чоппера ограничивает напряжение для схемы регулятора.	Рисунок 3.	При напряжении 85 В схема продолжает работать, удерживая транзистор Q1 открытым более длительный период времени.

На Рисунке 4 осциллограммы, снятые при напряжении питания 265 В.

Рисунок 4.	При напряжении 265 В схема получает достаточно энергии, чтобы удерживать конденсатор С1 заряженным во время периодов выключенного состояния.

Проведя анализ осциллограмм, можно отметить, что схема обладает достаточным запасом, позволяющим Q₁ оставаться включенным в течение более длительного периода, во время которого полностью заряжается C₁. Ток светодиодов начинает падать только при снижении входного напряжения до 54 В.

Рисунок 4 иллюстрирует работу схемы при входном напряжении 265 В AC. Верхняя линия показывает, что транзистор Q₁ из-за высокого входного напряжения включается на небольшое время, однако, средняя линия демонстрирует, что схема, тем не менее, получает достаточно энергии, чтобы удерживать конденсатор С₁ заряженным и поддерживать ток через светодиоды. При напряжении 265 В схема получает достаточно энергии, чтобы удерживать конденсатор С₁ заряженным во время циклов выключенного состояния.

Возможно применение схемы с различным количеством светодиодов, однако стоит учитывать параметры регулятора постоянного тока, а также потребуется подобрать значения C₁, R₁ и R₂. Двухвыводные регуляторы выпускаются на токи до 160 мА.