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4.5W、600流明 USB Type-C LED 应急灯，使用 MP3202、1.4MHz LED 驱动器
接线图
2024年10月22日 18:25 115
admin
使用 SOT23-6 MP3202 芯片的应急 LED 灯电路。该板结构紧凑，可以使用手机 USB Type C、移动电源或任何便携式 5V 电源供电。控制器芯片先进，开关频率高（1.4MHz），因此PCB布局设计时应考虑起始接地、低阻抗接地路径、电源层PCB NET连接等因素。该电路使用 24 个 30 流明 2835 封装 LED 的串并联组合。LED 的色温为 4000K，接近日光。
稍作修改，这款 LED 灯的额定功率可高达 12W。然而，在这种情况下，电路会消耗大量电流，从而迅速耗尽电池，这与紧凑、便携和持久的应急灯的目的形成鲜明对比。
电路分析
原理图1所示为原理图。电路的核心是单片电源系统 MP32021.
图 1：使用 MP3202 1.4MHz 驱动器的 4.5W 600 流明 LED 应急灯原理图
根据数据表：“MP3202 是一款升压变换器，设计用于从 5V 系统电源轨驱动多达 39 个白光 LED（13 串，每串 3 个 LED）。MP3202 采用电流模式、固定频率架构来调节 LED 电流，通过外部电流检测电阻器进行测量。其 104mV 的低反馈电压可降低功率损耗并提高效率。OV引脚监控输出电压，如果由于开路条件而出现过压情况，则关闭转换器。MP3202 具有欠压锁定、限流和热过载保护功能，可防止在输出过载时造成损坏。MP3202 采用小型 6 引脚 TSOT23 或 8 引脚 QFN （2mm x 2mm） 封装。
USB 是一个USB4135 Type-C 连接器，用于将电源连接到电路板（图 2）。R2 和 R3 是 CC1 和 CC2 引脚的下拉电阻器，用于将 Type-C 端口定义为负载连接器，而不是充电器。C1 和 C2 是输入电容，用于降低噪声并稳定控制器。R1是一个上拉电阻，用于使能IC1，因为EN引脚不能悬空。L1 是一个微型 10uH 电感器。与 D1 结合使用2和 IC1，它构建了一个升压转换器电路。C3 稳定输出并降低输出噪声。D2 ...D25 是 0.2W 2835 4000K LED，每个 LED 可提供高达 30 流明的流明。
图 2：Type-C USB4135 USB 连接器
要将此板与手机一起使用，应使用 R4 和 R5 反馈电阻将板的电流消耗（输入电流）限制在 500mA 以下。R4 和 R5 值应等于 800mR 至 1R，1%-1206。这可能是手机的最大可能功率。LED的电流（不是输入电流）可以使用公式1计算。如果您不使用手机为电路板供电，请将 LED 的电流限制在 440mA 以下，因为每个 LED 的最大额定电流约为 60mA，电感器的饱和电流约为 1A。建议提供稍低的电流（50mA至55mA）并且不要触及上限，以实现更长的LED寿命。我的选择是两个 500mR-1% 电阻器，可提供 416mA 电流。
PCB布局
图3显示了PCB布局3.它是一个两层板，遵循了几个PCB设计规则，以确保电路的平稳可靠运行。
Figure 3: PCB layout of the 4.5-W 600-Lumen LED Emergency Light Using MP3202 1.4MHz Driver.
图 4：使用 MP3202 1.4MHz 驱动器的 4.5W LED 应急灯装配图
我还使用示波器检查了芯片的开关频率（图 5）。转换器的开关频率固定在1.4MHz，脉冲幅度约为8.5V。
图 5：MP3202 LED 驱动器的开关频率和幅度
您应该将电感器部件号更改为更强大的部件号，以实现更高的 LED 功率。肖特基二极管的额定电流为3A，但SMB或SMC可能是更适合满足功耗问题的封装类型。
稍作修改，这款 LED 灯的额定功率可高达 12W。然而，在这种情况下，电路会消耗大量电流，从而迅速耗尽电池，这与紧凑、便携和持久的应急灯的目的形成鲜明对比。
电路分析
原理图1所示为原理图。电路的核心是单片电源系统 MP32021.
图 1：使用 MP3202 1.4MHz 驱动器的 4.5W 600 流明 LED 应急灯原理图根据数据表：“MP3202 是一款升压变换器，设计用于从 5V 系统电源轨驱动多达 39 个白光 LED（13 串，每串 3 个 LED）。MP3202 采用电流模式、固定频率架构来调节 LED 电流，通过外部电流检测电阻器进行测量。其 104mV 的低反馈电压可降低功率损耗并提高效率。OV引脚监控输出电压，如果由于开路条件而出现过压情况，则关闭转换器。MP3202 具有欠压锁定、限流和热过载保护功能，可防止在输出过载时造成损坏。MP3202 采用小型 6 引脚 TSOT23 或 8 引脚 QFN （2mm x 2mm） 封装。
USB 是一个USB4135 Type-C 连接器，用于将电源连接到电路板（图 2）。R2 和 R3 是 CC1 和 CC2 引脚的下拉电阻器，用于将 Type-C 端口定义为负载连接器，而不是充电器。C1 和 C2 是输入电容，用于降低噪声并稳定控制器。R1是一个上拉电阻，用于使能IC1，因为EN引脚不能悬空。L1 是一个微型 10uH 电感器。与 D1 结合使用2和 IC1，它构建了一个升压转换器电路。C3 稳定输出并降低输出噪声。D2 ...D25 是 0.2W 2835 4000K LED，每个 LED 可提供高达 30 流明的流明。
图 2：Type-C USB4135 USB 连接器要将此板与手机一起使用，应使用 R4 和 R5 反馈电阻将板的电流消耗（输入电流）限制在 500mA 以下。R4 和 R5 值应等于 800mR 至 1R，1%-1206。这可能是手机的最大可能功率。LED的电流（不是输入电流）可以使用公式1计算。如果您不使用手机为电路板供电，请将 LED 的电流限制在 440mA 以下，因为每个 LED 的最大额定电流约为 60mA，电感器的饱和电流约为 1A。建议提供稍低的电流（50mA至55mA）并且不要触及上限，以实现更长的LED寿命。我的选择是两个 500mR-1% 电阻器，可提供 416mA 电流。
PCB布局图3显示了PCB布局3.它是一个两层板，遵循了几个PCB设计规则，以确保电路的平稳可靠运行。
Figure 3: PCB layout of the 4.5-W 600-Lumen LED Emergency Light Using MP3202 1.4MHz Driver.
图 3：使用 MP3202 1.4MHz 驱动器的 4.5W 600 流明 LED 应急灯的 PCB 布局
图 4：使用 MP3202 1.4MHz 驱动器的 4.5W LED 应急灯装配图我还使用示波器检查了芯片的开关频率（图 5）。转换器的开关频率固定在1.4MHz，脉冲幅度约为8.5V。
图 5：MP3202 LED 驱动器的开关频率和幅度您应该将电感器部件号更改为更强大的部件号，以实现更高的 LED 功率。肖特基二极管的额定电流为3A，但SMB或SMC可能是更适合满足功耗问题的封装类型。
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