电路设计论坛
直播中

852050675

6年用户 46经验值
擅长:可编程逻辑 嵌入式技术 控制/MCU
私信 关注
[问答]

有关于锂电池升压闪光灯电路的设计疑惑

`
上图是我设计的一个简单闪光灯电路,期望实现功能是,Signal端接收一个约1ms的高电平信号,使Nmos导通,然后通过钽电容的储电,瞬间输出大电流给到三串两并的紫外LED灯组,完成一次长达1ms的闪光,并且要求这1ms闪光均为最高亮度。

现在我遇到的疑惑是:
1、这个电路是否需要在①处增加一个二极管,防止断电时,电容的储电反向烧坏升压芯片和其他电路?
2、如何计算电容值,以确保1ms内,LED灯组可以持续输出最高亮度?(即两端电压高于9.9v,主路电流大于1.4A)
3、如果该设计要求每秒闪光30次,如何计算电容的充电时长是否远小于放电时长?(所用锂电池放电最高1A,升压后输出电流未知)

希望大家能解我疑惑,十分感谢。

` 捕获.PNG

回帖(2)

安亚垒

2020-8-18 23:05:14
1、不需要添加二极管的,本来D3就可以防止电容电压反向倒灌到DC-DC升压芯片了,电容也可以通过R14 R15泄放能量
2、按照你的这个要求和电路设计来看,考虑R13和Q2导通电阻压降,预留个11V的电压吧,现在就变成了为了保证最大亮度放电期间电压压降小于1V,可以根据公式i=C*du/dt这个公式来计算,则理论值电容为C=i*dt/du=1.4mF,考虑一定的裕量设计大约需要>2mF的电容来保证
3、按照你这个每秒闪光30次来看电池的输出能量是足够的,按照你这个时间来划分,可以按照充电32ms放电1ms的间隔来设计电路,电容的充放电的时间的话就根据公式来计算就可以,电容充电公式是C=V0 +(V1-V0)× [1-e(-t/RC)],V0为初始电压,V1为充满电压设为12V,放电公式是VC=U0*e^(-t/RC),U0为初始电压,通过此来进行充电和放电电阻的设计,同时需要考虑电容本身的ESR值进行设计

2 举报
  • 852050675: 感谢你的详细回答,看了你的回答,我还有几点不明白的:1、C=i*dt/du这个公式是不是从C=It/U得来的?dt/du如何计算?2、由于设计体积受限,最多只能容纳450uF的电容,那我是否可以通过提高电容电压值来弥补电容值不足的问题?3、电容充电时,相当于12V稳压电源给电容直接充电,这个时候的充电电阻是不是就相当于电源内阻?由于内阻应该非常小,可否直接认为电容在极短时间(瞬间)完成了充电?
  • 安亚垒 回复 852050675: 1、是的啊,这个就是利用Q=CU,然后Q=It,这些来推导出来的,但是因为现在牵扯到时间和压降,因此引入dt du,dt按照你的要求时放电1ms,du是你允许的最大压降,然后计算出来电容值的啊2、把升压电路的输出电压升高是可以的啊,因为升高了你允许的du就大了,相应的电容容值需求会降低,但耐压的升高也会带来体积的增大3、电容充电时,R就是电源内阻、走线损耗和电容ESR几个的和,这个R比较小,所以RC也小充电时间会很短,充电时间短的直观标准就是瞬间电容充电电流会比较大,拉低输出电压甚至造成电源芯片故障

lm12041204a

2020-8-20 11:28:21
本帖最后由 lm12041204a 于 2020-8-20 11:43 编辑

基于电容器的容量和体积方面的因素,可以考虑使用超级电容(法拉电容);
市售的超级电容 5.5V 0.07F-5F 的价格和体积是可以接受的,还可省去DC-DC升压电路。串连的LED数量需要减少。由于超级电容功率密度、电流密度较大,可以增大LED并联数量,只是各支路LED的亮度可能会不均匀,具体看使用需求;
充电电路需要限制一下充电电流;
3.7V电源(如各类锂电池等),最好加上保护板,或者直接使用充放保护一体的模块。
举报

更多回帖

发帖
×
20
完善资料,
赚取积分