秋月ファンクラブ掲示板 過去ログ

パワーLEDドライバの調光について - とーい

2013/08/26 (Mon) 23:46

今回、車のテールランプを作りたく、1W、パワーLEDドライバ回路を、入手し
ました。

http://www.led-paradise.com/product/1123

そこで、このドライバ回路に使われているLEDドライバが、「PT4115」と言う
ものと判明しました。

http://www.led-paradise.com/product/1038

データシートを見てみると、このドライバは3PinがDIM端子となっていてP
WM制御にて調光出来ることを知りました。
素人なりに調べてみたら、タイマーICの「555」で簡単な発振回路を作って調光
出来ることまでわかりました。
ただ、実際の回路がわかりません^^;
よければ、このドライバに対応したPWM回路をお願いできませんでしょうか?

入力は14.4v
パワーLEDはドライバ1つに2個点灯で4ドライバを作動させようと思っていま
す。

できれば、ブレーキ入力時はフル稼働(300mA)でスモール時に任意の明るさに
調光出来ればと思っております。

555のICでなくてもよいので宜しくお願いします。


Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/08/27 (Tue) 04:30

そのパワーLEDドライバモジュールに使われているPT4115の2pinと3pinからリード
線を引き出すことができれば調光できます。

2pin-3pin間に矩形波を加えなくても、2pin-3pin間に可変抵抗を入れれば調光でき
るようです。データシート(http://www.peace-corp.co.jp/data/PT4115E.pdf)の
7ページにある「LED Current vs Vdim」のグラフをみると、Vdim(2pin-3pin間電
圧)を0Vから2.5Vまで変えることでLED電流が直線的に変化しています。3pinは、
PT4115内部で、200kΩのプルアップ抵抗を介して、内部の5V電源につながっている
ので、2pin-3pin間に抵抗を接続すると、抵抗分圧で、Vdimを変えることができま
す。

ドライバモジュールの実物が手元にあるのなら、2pin-3pin間に10kΩ程度の抵抗を
つないだとき、LEDが消灯することを確認してみてください。消灯するのであれば
調光できます。

フル稼働状態と調光状態の切り替えは、どういう方法で行いますか?ある端子を0V
にすれば調光状態、1V以上印加すればフル稼働状態という感じでしょうか(この逆
もできます)。トグルスイッチで切り替えるという方法でもできますが。

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/08/28 (Wed) 18:15

ケーブルはAとBとアースの3本が来ていて、以下のような動作になればいいのでしょうか。
(1) Aがアースに接続され、Bがアースから浮いている時(ブレーキ時)→LEDフル発光
(2) AもBもアースに接続されている時→LEDフル発光(Aが優先)
(3) Aがアースから浮いていてBがアースに接続されている時→LEDは減光

では以下のときはどうなればいいのでしょうか。
(4) AもBもアースから浮いている時→??

「AもBもアースから浮いている時はLEDフル発光」ならば、トランジスタ2個と抵抗数本だけでできます(リレーもスイッチも使いません)。

Re: パワーLEDドライバの調光について - とーい

2013/08/28 (Wed) 22:20

早速の返答ありがとうございます。
大変失礼しました。「入力」ではなく「出力」でした。
AとBとアースの3本が来ていて、以下のような動作になればいいと思ってます。
(1) Aから+電源がきていて、Bから+電源が来てない時(ブレーキ時)→LEDフル発光
(2) AもBも+電源が来ている時→LEDフル発光(Aが優先)
(3) Aから+電源がきていなくてBから+電源がきている時→LEDは減光
(4) AもBも電源が来ていない時→消灯

こんな感じの出来ればと思っております。

ドライバモジュールですが、テストしようと配線して抵抗をつないだ時に、他がショートしたのか普通に接続しても点灯しなくなっいてしまいました^^;
数が限りがあるのと基板が小さいので、ある程度、製品の形の状態で、再度テストしてみます。

宜しくお願いします。

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/08/29 (Thu) 09:34

添付図の回路でできます。ブレッドボードで動作確認しました。
動作確認で使用したLEDはこれ
(http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-04356/)で、パワーMOS-FET
(2SK2232)でドライブしました。

動作は以下のようになります。
(1) 回路図のA点とB点を電源につないだときLEDはフル発光
(2) A点を電源につなぎ、B点をどこにもつながないときLEDはフル発光
(3) A点をどこにもつながず、B点を電源につないだときLEDは減光(半固定抵抗で
光量調整)
(4) A点とB点をどこにもつながないときLEDは消灯

2SC1815
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-04268/
http://www.marutsu.co.jp/shohin_44367/
TC4011BP
http://www.sengoku.co.jp/mod/sgk_cart/detail.php?code=55NU-A7DV
http://www.marutsu.co.jp/shohin_19126/

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/08/29 (Thu) 16:03

ロジックIC(TC4011BP)を使わない回路を添付します。

ダイオード(1N4148)は小信号用なら何でもいいです。

Re: パワーLEDドライバの調光について - とーい

2013/08/29 (Thu) 21:47

早速のご返答ありがとうございます。

ロジックの4011が手元にないのでトランジスタの回路でいければと思っておりま
す。

ドライバの方のテストは10kΩを2pin-3pin間に入れた所、見事消灯しました。ま
た、200kΩの可変抵抗にて調光可能でした。

また、inara1様の回路図ですが、常時14.4Vがありますが、現物にはなく、 ブ
レーキ、スモール、アースの3本のみの配線です。

そこで質問ですが、画像のように、ブレーキ、スモールから電源をとってもよいの
でしょうか?

また、可変低抗200kですが、試作にて、希望の明るさが決まった時、それと同等
のΩの固定抵抗にかえてもよいのでしょうか?(画像のような配線)

また当方、このドライバを4つ使い、8個の点灯を考えていますが、1つのドライバ
に1つの調光回路をつけないといけないでしょうか?

あと、トランジスタですが、Yクラスのようですが、GRクラスでも問題無いで
しょうか?

宜しくお願いします。

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/08/30 (Fri) 05:20

AとBの配線が、もともと、ランプを光らせるものならば、数100mAの電流を取り出
せるはずなので、そのように、AとBの配線から電源を取っても動作すると思いま
す。

ただし、そのようにしたとき、AやBにバッテリ電圧が来てからLEDが点灯するまで
の時間遅れ(ドライバの起動時間)がどれくらいあるかが心配です。問題ないか、
事前に調べてみてください。

また、追加する2本のダイオードには数100mAの電流が流れるので、1N4148のような
小信号用でなく、1Aくらいの電流を流せる整流用のもの(1N4001~1N4007など)を
使ってください。そのようなダイオードはありますか?

この回路1つで、複数のドライバ(PT-1030)を制御できますが、以下の2点に注意
する必要があります。

(1) 接続するドライバの数が変わると、減光時の明るさが変わる(ドライバの数
が増えると明るくなる)ので、明るさの調整は、ドライバを4つつないだ状態で行
う必要がある

(2) ドライバの特性バラツキによって、減光時のLEDの明るさにバラツキが出る可
能性がある(許容できる範囲かどうか)

トランジスタはYでもGRでもどちらでもいいです(デジタル的な動作なので)。

電源をAやBから取るのであれば、回路がもう少し簡単になるかもしれません。紹介
した回路では、AとBに電圧が来ていないときLEDを消灯させる機能を入れています
が、電源をAやBから取るのであれば、その機能は必要ないからです。

回路図を考えてみますので少々お待ちください。


Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/08/30 (Fri) 19:14

電源をAやBから取るときの回路図を添付します。ダイオードは3A級のものを使ってください(4個のドライバの電流の総和がダイオードに流れるため、かなり大きな電流になる)。

点Aが開放状態で、点Bに12V~14.4Vの電圧を加えると、トランジスタQ1がONになり、Q1のコレクタ-エミッタ間の電圧がほぼ0になるので、PT4115の3pin-2pin間に可変抵抗が入った形になり、LEDは減光します。

点Aに12V~14.4Vの電圧を加えると、トランジスタQ2がONになることで、Q2のベース電圧がほぼ0になるため、点Bの電圧によらずQ2がOFFになり、PT4115の3pin-2pin間が開放状態になるので、LEDはフル発光になります。

点Aと点Bが共に開放だと、ドライバに電圧が供給されないので、LEDは点灯しません。


PT4115の3pin-2pin間に可変ドライバ4個使用時の可変抵抗の値は、1個で調整したときの1/4になります。可変抵抗で調整した後、その抵抗値と似た値の固定抵抗に置き換えてもいですが、経時変化でLEDの明るさが変わってきたときに、手軽に再調整できなくなります。


Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/08/31 (Sat) 13:52

この回路の動作について説明しておきます。

トランジスタQ1がONになると、Q1のコレクタ-エミッタ間の電圧がほぼ0になるた
め、PT4114の3pin-2pin間に可変抵抗が接続された状態となり、LEDは減光モードに
なります。Q1がOFFになると、PT4114の3pin-2pin間がオープン状態になるので、
LEDはフル発光モードになります。

一方、Q2がONになると、Q2のコレクタ-エミッタ間電圧(=Q1のベース電圧)はほ
ぼ0になるので、Q1がOFFになり、LEDはフル発光モードになります。

Q1がONになるのは、Q1のベースにつながっている点Bにバッテリ電圧がかかったと
き、Q2がONになるのは、Q2のベースにつながっている点Aにバッテリ電圧がかかっ
たときです。

したがって、点Aにバッテリ電圧がかかっているときは、点Bの状態によらず、Q1は
OFF(LEDはフル発光モード)になります(Aの状態が優先される)。

点Aが開放状態の場合はQ2はOFFとなるので、点Bにバッテリ電圧がかかっていると
きはLEDは減光モード、点Bが開放のときはフル発光モードになります。つまり、A
が開放のときは、Bの状態で減光とフル発光が変わります。

点Aと点Bのどちらかにバッテリ電圧がかかっていれば、ダイオードを通してドライ
バに電源が供給されますが、点Aと点Bが共に開放状態のときは、ドライバに電源が
来ないのでLEDは消灯します。

抵抗R3とR4はベース電流を制限するための抵抗です(抵抗を入れないとベース電流
が過大に流れてトランジスタが壊れる)。ベース電流が小さすぎると(R3やR4が大
きすぎると)、トランジスタが完全にONにならない(コレクタ-エミッタ間電圧が
1V以上になる)ので、ベース電流は1mA程度となるように、R3とR4を10kΩ程度とし
ています。

抵抗R1とR2は、点Aや点Bが開放状態になったときに、トランジスタのベース電圧を
0Vに安定化させるためのプルダウン抵抗です。プルダウン抵抗を入れないと、点A
や点Bが開放状態になったときに、ベースに外来ノイズが重畳して動作が不安定
(回路に手を近づけたりするとLEDが点灯する)になります。プルダウン抵抗が大
きすぎるとプルダウンの効果が小さくなり、プルダウン抵抗が小さすぎると点Aや
点Bに電圧がかかたっときにR1やR2に流れる電流が大きくなって無駄な消費電流が
増えるので10kΩ程度としています。

この回路ではトランジスタをONとOFFの2つの状態でしか使っていないので、トラン
ジスタの直流電流増幅率がある程度以上あれば(だいたい50以上あれば)問題なく
動作します。したがってランクがYでもGRでも使えます。

Re: パワーLEDドライバの調光について - とーい

2013/09/01 (Sun) 13:57

このたびはお世話になります。
ドライバ計4個、LED計8個、調光切り替え回路1個にて回路を製作しました。
切り替えはスムーズにおこなえました。
しかし、調光の可変抵抗を、ぎりぎり(全点灯)までさげても、かなり明るく、フ
ル起動と調光起動の差がはっきりしませんでした。
データシートの7ページのグラフで最低電流が40mAくらい?と思うのですが、P
OWERLEDの光度が40mAでもかなり明るいことがわかりました。
もう少し調光を暗くするにはPWMによるパルスでなければ?と思っております。

そこでPWM回路で今まで道理の作動可能な回路ができないでしょうか?

たびたびのご無理お願いします。

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/09/01 (Sun) 14:32

>データシートの7ページのグラフで最低電流が40mAくらい?
データシートのグラフを見ると、3pin-2pin間が0.3V以下なら、LED電流はほとんど
0(10mA以下)に見えます。回路図
(http://bbs3.fc2.com//bbs/img/_454800/454703/full/454703_1377857694.jpg)
のトランジスタQ1のコレクタ(真ん中の足)とエミッタ(左端の足)の間の電圧が
充分下がっていないのでしょうか。

AがON(バッテリ電圧)でBがOFF(開放)のとき(減光時)のQ1のコレクタ-エ
ミッタ間の電圧は測定できますか?もしコレクタ-エミッタ間の電圧が0.3V以上あ
るときは、ベース抵抗(R3)の値を4.7kΩや3.3kΩに変更してみてください。コレ
クタ-エミッタ間の電圧が0.1V未満であれば、可変抵抗を調整するとほとんど発光
しないようになるはずです。

Re: パワーLEDドライバの調光について - とーい

2013/09/05 (Thu) 23:51

お世話になります。
やっと手が空いたので、回路として組み上げてみました。
多回転50kΩの可変抵抗にて4回路接続して調整して見ました。

いっぱい時計回しから、徐々に反時計回しに抵抗を回していくと、1回路ずつ順番
に光だし、4回路全て光った所での明るさが、一番最初に光った回路の明るさと微
妙に違います。(やはり回路の誤差?)
すこし光度を上げるとそろって見えます。
フル点灯と調光時の明るさの差はそこそこあるので、この回路で作製しようと思い
ます。

時間ができれば、PWMによる調光の差を見てみたいと思います。

素人相手に、お忙しい中ありがとうございました。

また何かありましたら宜しくお願いします。

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/09/06 (Fri) 03:20

4つとも光りましたか。

明るさの差は、データシート(http://www.peace-corp.co.jp/data/PT4115E.pdf)
の7ページにある「LED Current vs Vdim」特性の個体バラツキ(同じVdimを加えて
もLED電流が異なる)が、LED電流の小さいところで顕著になっているからでしょ
う。

PWMで調光すれば、明るさはON/OFFの時間比だけでほぼ決まるのでバラツキは少な
くなると思います。

明日・明後日はお休みなのでPWM回路を紹介します。タイマIC(LMC555)を使いま
す。

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/09/07 (Sat) 13:01

PWM回路です。ブレッドボードで動作確認しました。

減光時の明るさ調整の可変抵抗VRを10kΩとしたとき、発光周期は1ms、VRを100kΩ
とすると発光周期は10msになります。

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/09/12 (Thu) 18:27

均等に調光されるようになりましたか。最初からPWM方式にすれば良かったです
ね。

>可変抵抗を最低にしても消える所まで調光出来ない
抵抗R6(100Ω)を入れているので完全に消えないようになっています。R6の抵抗
値を小さくするほど暗くできますが、そうすると、可変抵抗を絞りきったときに、
可変抵抗の可動接点に流れる電流が増えて、接点の寿命が短くなるので、可動接点
に流れる最大電流が大きくならないようにR6を入れています。

実際に使用するLEDの明るさに調整するときには、可変抵抗を絞りきらないので、
可変抵抗の可動接点に流れる電流は小さいです。したがって、R6のところをショー
トして、LEDが完全に消えるようにしても構いません。

>100kと10kでは、10kの抵抗の方が暗く見える
10kのほうがパルスの周期が短いので、可変抵抗を絞ったときのパルス幅が100kΩ
のときより小さくなって、ドライバモジュールが応答しにくくなったために、LED
が暗くなったのだと思います。

Re: パワーLEDドライバの調光について - inara1

2013/09/12 (Thu) 18:40

とーいさんは、メールアドレスを記入されてますが、この掲示板はメールアドレス
欄に何も書かなくても投稿できます。

メールアドレスを書くと悪用されるかもしれないので書かないほうがいいと思いま
す。

Re: パワーLEDドライバの調光について - とーい

2013/11/04 (Mon) 21:58

ご丁寧にありがとうございます。
また、なにかありましたら宜しくお願いします。