数アンペアを100 µsecポンピング

100 µs間、4〜5 Aを高出力LEDに送りたい 私のシステムには3.3 Vバッテリーしかありません。この100 µsの高出力イベントは10秒に1回発生します。

バッテリーを混乱させることなくこれを行う最良の方法は何ですか？

以下の答えはとても良いです。ただし、使用してテストできる回路図を探しています。

より正確な要件：

• バッテリー：Li-ion
• 電流5 A
• パルス持続時間：100 µs
• パルス立ち上がり時間<100 ns
• パルス間の最小時間10 ms
• パルスはコントローラーから3.3 VI / O GPIOで制御されます
• LED両端の電圧降下は3.5 Vです。理想的には、3つ以上を直列に接続できるようにしたい（10.5 V電圧降下）
• LEDのデータシート

ボーナス質問

見えない範囲にある大きな角度でより良いLED推奨がある場合は、お知らせください。

私はこのプロジェクトを実施しましたが、漏れ電流を除いてうまくいきます。何を試しても漏れをなくすことはできませんでした。いくつかのタイプのオペアンプを試してみましたが、オペアンプの出力にプルダウン抵抗を追加しました。オペアンプをオフにしてリークをカットしました。それは動作しますが、それは非常にきれいではありません。専門家からの感想をお聞かせいただければ幸いです。

これは、私が考えている最も効率的な方法です。スーパーコンデンサで6.6vを提供するMAX1682チャージポンプがあります。電圧ダブラーはかなり効率的で、おそらく90％以上ですが、大きな電流を供給することはできません。しかし、平均電流はいくらですか？

5A * 100us / 10s = 0.05mA。

これは、MAX1682の45mA仕様の範囲内です。

データシートをざっと見ただけで、C2用のこのような大きなコンデンサで動作しない理由はわかりませんでした。

チャージポンプの効率に関するアドバイスを提供してくれたRussell McMahonに感謝します。インダクタベースのソリューションの方が効率的ですが、より多くのコンポーネントが必要です。MAX17067のようなものを見てください。これには、直列に接続された3つのLEDに必要な高電圧を生成できるという利点もあります。今夜、回路図に追加します。

今重要なビット。電流制限抵抗がないことに気づくでしょう。電流制限は、MCUによって危険な開ループスタイルで実行されます。計算または試行錯誤（またはその両方）によってこれを正しく行う必要があります。

Q2のゲートにPWMを供給することにより、インダクターを効率的な電流リミッターとして使用できます。しかし、この方法では、信頼できる電流を得ることができません。1）100usで十分な電力がLEDに供給され、かつ2）LEDの電流制限に違反しない限り、それはそれほど重要ではありません。

これは私がアルティウムで行ったシミュレーションです。5uHインダクターを使用しました（回路図に示されている10mHではありません）。また、PWMにオン時間12us、オフ時間3usをゲートに供給しました。100uFのコンデンサは使用せず、代わりに固定電圧源を使用しました。現在の垂下が予想されます。

赤は電流（アンペア）、青はPWM信号です。20us以内に5Aに近づき、その後もかなり近づいていることがわかります。

より良い電流レギュレーションが必要な場合は、センス抵抗を追加し、それを使用してMOSFETにフィードバックできます。

ここに0.5オームの電流検出抵抗があります。5Aでは、これによりコンパレータの負入力に2.5vが与えられます。これは、ポットの値と比較されます。電流が高すぎる場合、コンパレータはオフになり、その逆も同様です。スイッチング速度は、コンパレータのヒステリシスによって異なります。速度が速すぎる場合は、コンパレータの出力とその+入力の間に数百kの抵抗を追加することにより、ヒステリシスを大きくする（そしてスイッチング速度を遅くする）ことができます。

注：オープンドレイン出力の高速（0.1us未満の伝搬遅延）コンパレータを使用する必要があります。約1ポンドでファーネルから入手できるLMV7235を見てください。

追加：

上記の回路は、1つのLEDのみを想定しています。それでも3つを直列で使用する場合は、2つのMAX1682を使用して13.2vを得ることができます。

また、これについてのアドバイスをくださったTelaclavoに感謝します。

追加：

OPは述べています：

• 彼は現在の非常に速い立ち上がり時間を望んでいます
• 効率に関心がない
• 単一のパルス、または80us離れた2つのパルスがあり、その後長い休止
• シンプルで堅牢な回路が必要

これは線形電流調整器である回路です。デューティサイクルが非常に低いため、これは実現可能です。この回路は、デューティサイクルが大きすぎる場合、トランジスタを過熱する可能性があります。

考え：

• MCUまたは555からの高電圧はLEDをオンにします。低電圧はそれをオフに切り替えます。
• 分圧器を使用して電流を設定するか、ポットに入れて調整できるようにします。または、デジタルポットまたはDACを使用して、MCUがそれを変更できるようにします。
• 回路図では、電流は3.3Aに設定されています。好きなように設定できます。
• 描いたLEDは1つだけですが、これは3つのLEDを表すためのものです。
• 単一のLEDのみを使用する場合は、それに応じてブーストレギュレータの出力電圧を低く設定します。
• 安全上の理由から、555ベースのパルスジェネレータをお勧めします。そのため、電流をオンにしておくのはかなり困難です。
• また、電流制限のあるブーストレギュレーターを選択することで、安全性を高めることもできます。したがって、フラッシュがオンのままになっている場合でも、レギュレータはとにかく電流を制限するだけです。
• いつスイッチがオンになるかはわかりません。これは配線のインダクタンスに依存します。
• EMIを回避するには、PCBを注意深くレイアウトする必要があります。

それはの平均パワーです

電力= 5 A 10.5 V 100 s / 10 ms = 0.525W。$\times$$\times$$\mu$

平均電力は、ほとんどすべてのバッテリーで簡単です。あなただけのパルスを収容するための店が必要です。

「垂下」するコンデンサは、100 sで0.5Vと言う必要があります$\mu$

C = I t / V = 5 A 100 s / 0.5 V = 1000。 $\times$$\times$$\mu$$\mu$

電圧定格に問題がなければ、ここでスーパーキャップがうまく機能します。

E＆OE

ジュール泥棒はあなたの問題への答えである可能性があります。それはあなたが、高電圧を生成するために直列にインダクタと回路を開き、ブーストコンバータ、のようなものです。電力はインダクターによって供給されるため、バッテリーから直接電流を供給する必要はありません。

電圧が上昇したときにLEDに適切な電流を供給するように回路を調整する必要があります。

関係する実効直列抵抗（ESR）と電力伝達の損失を考慮してください。

最悪の場合の最大入力レベル：

• サージ順電流、tp = 100μs
• IF = 5 A Vf = 3.5 V公称!!
• IF = 1 A Vf = 2.0 V公称2.5 V最大
• If = 0.2 A Vf = 1.5 V公称

また、LED仕様からESR [mΩ]を計算します

Vf ... If [A] ...。。。デルタV /デルタI

• 3.5。。。5
• 2.8 。。３。。。0.7 / 2 => 350mΩ
• 2.0。。。１。。。0.8 / 2 => 400mΩ
• 1.5 。。0.2。。。0.5 / 0.8 => 625mΩ
• 1.1 。。0.001 。。0.4 / .2 => 2000mΩ

（ESRの概算）

• ESRは、電流が増加すると劇的に低下します。
• コンデンサーとスイッチのESRが350mΩの10％未満= 35mΩの電源が必要です。

次に、適切な低ESRコンデンサを見つけて、合計を切り替えます。

バッテリーのESRをチョークで切り離して、電流をその仕様内に制限する可能性があります。バッテリーの故障を防ぐために適切なヒューズを使用してください。

• これらは、低ESR $ 0.40スイッチである<15mΩの 10 Vドライブ35 A [FDD8778CT]と
• これらは低ESRの$ 0.40コンデンサ〜7mΩ、CAP ALUM 68 µF 16 V 20％スルーホールです。
• 必要に応じて、より大きなµF値を選択してください。

Li-ionバッテリーの充電を管理できると想定して、LED全体で12 Vの4x 3 Vセルを選択し、地上に直列に切り替えます。

5 V以上の12 Vで駆動できるため、トランジスタは3 V出力を増幅して12 V出力を取得し、MOSFETを駆動して3つのLED 11.5 Vから5 Aを取得し、12 Vリチウムイオンソースから0.5 V降下する。ストリングのESRに抵抗を追加し、値を最適化するように全体の電流制限を設計する必要があります。つまり、0.4 Vドロップ@ 5 A <100mΩの非巻線抵抗です。

コンデンサーは、良い実践のために挿入されたマイクロヒューズとフェライトチョークを備えたリチウムイオンバッテリーストリングを横切って行きます。

ストリング@ 3 Vで最も低いLi-ionバッテリーからPICを実行できますか？12 Vからの3x LED、12 Vゲートドライブ、およびLEDへの5 A制御ヒューズパルス。

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