O que é esse circuito de LED?

Eu descobri esse circuito de LED em algum lugar, como na figura abaixo, e simplesmente não consigo descobrir qual é o objetivo do projeto.

Existem dois tipos de entrada V _DD , 9 V e 6,5 V. Acho que talvez esse circuito de acionamento esteja certificando-se de que, independentemente das tensões de entrada (9 V e 6,5 V), ele mantenha o mesmo brilho.

Então, minhas perguntas são, 1). Qual é o seu objetivo de design? 2) Qual é a sua teoria?

Como Ignacio Vazquez-Abrams menciona, é um motorista atual constante, embora o designer tenha colocado a chave no lugar errado.

A teoria da operação com esses drivers é o caminho da corrente do LED através do transitor certo e do resistor sensor de corrente correto e, neste caso, do interruptor correto.

A corrente através do LED aumenta até o ponto em que a tensão caiu através do resistor sensor, além da outra queda, é suficiente para aumentar a tensão na base do transistor esquerdo para começar a ligar. (Vbe ~ 0.6V)

O resistor sensor normalmente seria dimensionado, de modo que, digamos, 20mA ele cai 0,6V (dependendo do transistor), então um valor como 30R é típico. No entanto, com a chave abaixo, você precisaria recalcular R com uma tensão menos qualquer que seja a tensão Vce saturada da chave.

Quando o transistor esquerdo começa a ligar, ele começa a puxar corrente do acionamento base do transistor direito, estrangulando-o. Portanto, encontra seu próprio ponto de equilíbrio.

O resistor de polarização no lado esquerdo precisa ser dimensionado para fornecer corrente de base suficiente ao transistor direito, para que este último possa fornecer os 20mA necessários, independentemente da tensão de alimentação.

O circuito é obviamente sensível à variação e temperatura dos componentes. No entanto, no seu caso, é preciso o suficiente e trabalha de maneira eficaz para manter o LED em uma corrente segura dentro de sua ampla gama de tensões de alimentação.

A seguir, é um método muito mais comum de usar esse circuito.

^{simular este circuito - esquemático criado usando o CircuitLab}

NOTA 1: O circuito precisa de um pouco de tensão para operar, acima de 1V, para que você não possa usá-lo se a tensão do trilho estiver abaixo de 1,5V acima da tensão direta de LED típica. Além disso, o GPIO precisa ser capaz de emitir uma tensão maior que 2 * Vbe quando estiver alta. (Essa pode ser uma razão pela qual o circuito original tem o interruptor onde está.)

NOTA 2: Como o Q1 está atuando como o resistor de queda para o seu LED, a voltagem diminuída dependerá da voltagem do trilho e da voltagem direta do LED em qualquer corrente de LED que você escolher. Em tensões de trilho mais altas e ao usar LEDs de alta corrente, isso pode significar que o transistor ficará quente e poderá precisar de um dissipador de calor. Em 9V com 20mA e um LED com tensão direta de 1,6V, a queda no Q1 será de 9 -1,6 -0,6 = 6,8V, portanto, nesse exemplo, ele precisa dissipar 6,8 * 0,2 = 136mW. Se for um LED de 300mA, esse número sobe para mais de 2W. Verifique também a potência do resistor sensor para correntes mais altas. O resistor precisa ser superestimado para evitar o auto aquecimento e a resultante resistência / mudança de corrente.

NOTA 3: Como referência cruzada, com sua faixa de tensão, você pode usar um único resistor de queda. No entanto, você precisaria dimensioná-lo para o pior caso de 20mA em 9V, portanto, seria necessário um resistor 350R com um LED de 2V. Quando você baixava a tensão para 6,5V, o LED chegava a cerca de 13mA, por isso seria muito mais escuro.

É um motorista atual constante mutilado. A junção BE esquerda é paralela ao resistor inferior direito, o que resulta em uma corrente constante através do transistor direito.

A razão pela qual digo que é mutilado é porque o GPIO deve estar onde está o resistor esquerdo, conectado aos dois transistores, e o resistor direito deve conectar-se ao terra.