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本人比较喜欢USB供电LED灯,一来可以把闲置的手机充电头利用起来,二来插上充电宝就是个应急灯,三来外出扎营的时候可以用。然而网上卖的USB灯,功率普通虚标,而且多数都是电阻限流,效率低。为此决定自己动手做。
第一步是选择一款合适的驱动芯片,本来想找个现成的方案抄,奈何没找到合适的,没办法只好自己找芯片了。尽量找用得多的片子,这样比较好买(能包邮,你懂的)。
先确定功率:2A的充电头理论上最大输出10瓦功率,假设驱动电路效率是80%,则LED灯为8瓦。再考虑其它损耗并适当留出余量,确定灯的功率为7.5瓦。手里有7030和5730两种LED灯珠,7030为1W 6.6V,5730为0.5W 3.3V。为了支持1W灯珠,也为了使灯珠的亮度尽量均匀,所以要选择升压Boost芯片,便于LED灯珠串联。
一番搜索后初步4款芯片,分别是:XL6003、XL6005、SY7200、SY7203,都是国产芯片。
Boost芯片手册里通常会给出最大开关电流,不会明确给出最大输出电流(或最大输出功率)。因此,要先搞清如何计算Boost芯片的最大输出电流。讲Boost原理的和参数计算的资料满天飞,唯独对如何计算最大输出电流绝口不提。一些厂商给出了估算方法,确又为说为什么。为此先结合Boost电路的工作原理,厘清这一问题。因篇幅比较长,放在二楼。
通常Boost电路升压3~5倍时效率较高,所以6.6V灯珠3串3并,19.8V 0.4A;3.3V灯珠5串3并,16.5V 0.45A。经计算,XL6003、SY7200不满足要求,需要在XL6005和SY7203里选择。XL6005为TO252封装,大小适中,方便焊接,开关频率180KHz,需要的电感电容(电解电容)体积比较大。
SY7203为DFN封装,似乎不好焊(其实熟练后很好焊),开关频率1MHz,需要的电感电容体积较小。LED灯工作时温度较高,对电解电容的寿命影响较大。而且体积大的电感价格也贵。综合考虑后最终选择SY7203。
接下来根据手册中给出的公式,计算元件参数,绘制电路图并画PCB。
FR4板子打样比较快,因此先把驱动电路和灯板画到一个板子上,方便快速验证。
画好板子提交给板厂打样。板子到手后开始焊接组装,为加强散热,把PCB背面灯珠位置涂好导热硅脂,粘在以前做废的铝基板上。通电一切正常。
SY6203芯片,丝印NZEVA
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