簡単な電流ドライバ方法は？

質問

秋月電子の電光掲示板キットを用いてＬＥＤマトリクスボード部分を高輝度ＬＥＤ(Id=20mA)を用いた自作の大型マトリクスに変えたいと思っています。
​​http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-01041/​​

ＬＥＤ駆動回路は以下のようなものです。
​​http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-01041/​​
ここで、高輝度ＬＥＤマトリクスを起動するとTD62783は500mAの8chダーリントンソースドライバなのですが、出力の各端子で32個のLEDを駆動しますので、単純計算で、LED1個あたり500mA/32=15mAまでしか流せません。
スタティック点灯であれば、これで十分かもしれませんが1/16のダイナミック点灯ですので、明るさが足りなくなると思われます。

電流はダイナミックですので、60mAくらいを考えています。
LEDの規格では1kHz Duty 0.1でIpf=80mAです。

TD62783の出力に2SD560(​http://www.cntl.kyutech.ac.jp/robocar/2003/references/kurolab/datas...​あたりのベースを直結していいのでしょうか？
また、その際、ベースに抵抗を入れた方がいいのでしょうか？

回答No.5

KEN_2 · ベストアンサー

2SD560をx16 接続使用する方向ですね。修正内容を確認しました。
><入力抵抗として200Ω> は220Ωが入手し易いでしょう。
他はok です。

その他注意事項
１．<スイッチングＡＣアダプタ　５Ｖ>は電流容量を大きくしてください。

>2. 抵抗の取りつけ;　TB62706BF側で電流制限が働きます.
>R4,R5の抵抗の値はLEDに流す電流値を設定します。もともとついている390Ωでは、表示内容(全LEDを点灯させたままにするなど) によっては、ドライバーICの定格電力を超えてしまうので、 1KΩに変更してあります。
http://www.humblesoft.com/j405board/kumitate/build-ledmat.html
２．R4,R5の抵抗の値は390Ωに戻す必要があるでしょう。
では、頑張ってください。

お礼

あれからなかなか時間が取れず、時間のある土日にパターン設計、エッチングなどを行い、やっと回路が完成しました。
一発で完動いたしました。
ほんとうにありがとうございました。

補足

ありがとうございます。

本当にお世話になりました。
早速、製作にかかろうと思います。
ただ、なかなか時間がとれないのでしばらく時間がかかるかもしれません。

製作後にまた、問題点が発生するかもしれないので、このままこり質問を残しておきたいと思います。

回答No.4

KEN_2

中途半端な情報でドライブ条件の検討をしてしまいました。
>使用するLEDは、黄色で
>Vf=2.1Vなのですが、それでも５Ｖでは難しいということですね。
黄色のVf=2.1Vであれば、電源電圧5Vで可能です。
VBE(sat);1.6Vから2.0 V ＋ Vf=2.1V ＋ TD62783(5～40mA/≧0.4V、5～90mA/≧0.7V)

>2SD560の放熱ですが・・・・・・放熱板は必要でしょうか？
またまた、失礼しました。
2SD560の全損失PT TC = 25°C 30 W TA = 25°C 1.5 W から放熱板は不要です。

少し気になったので前後の回路条件とサイトを調べて見ました。
LED電光掲示板BBS；DENDEN - 09/10/6(火) 11:04 -
http://www.humblesoft.com/j405board/bbs/c-board.cgi?cmd=one;no=1005;id=

＊元々の設計に無理があるか、全LEDの点灯は考慮していませんね。
>>TD62783APは、各端子で32個のLEDを駆動しますので、
>>単純計算で、LED1個あたり 500mA/32=15mAまでしか流せません。
＊<流せません>では無く、TD62783APの流せるだけ(500mA以上)流してICが熱で劣化するのは検討外と推定されるか、全LEDの点灯はしないで文字の表示率50%で使うのを前提に設計されているのでは？と判断されます。
電源電圧+5Vで電圧降下を期待した設計で、横16個までで横32個のドライブには無理があるのです。
使っているLEDも赤色のVf=2.1Vでダイナミックドライブ20mAから40mAは常時流していますよ。
工業用の設計ではディレーテイングで1.5倍から2倍の余裕を持った設計値としますが、実験用ならば下記の条件でキット基板をそのまま使ったほうが賢明です。
１）TD62783APに簡易の放熱フィンを取り付ける。（放熱で無理は効きます。もともと発熱の多いICでかなり発熱します。）
２）全LEDの常時点灯はしないで、文字は流れるように表示するようにします。
または、
3)LED1,2の横のドライブを分離して、IC3,4とパラにしたLED1,2を別のドライブでの追加をします。

＊改造するなら3)が順当です。後は1)、2)と比較検討して選択してください。

補足

何回もありがとうございます。
しかも、詳しく調べていただいて本当にありがとうございます。

製作品は工業用ではありませんが、実用的に使用したいと思っています。滅多に全LED点灯はないと思われるのですが、文字ではなくパターンを表示したりした時に心配があるので、一応、全点灯まで余裕を持たせたいのです。
今までのお話の内容から以下のようにしてみようと思うのでしょうがいかがでしょう。

・TD62783APは使用せずに、74HC595の出力を2SD560につなぐ。
　その際、入力抵抗として200ΩをまたベースーGND間に10KΩを入れる
・2SD560には特に放熱板は付けない
・LEDぱVf=2.1Vのものを使用
・LED駆動電圧(2SD560のコレクタ電圧)は５Ｖ

回答No.3

KEN_2

ANo.1,2 です。
失礼しました。回路を読み違えました。

TB62706BF はSHIFT_REGのLATCHで、TD62783の縦に１６分割のダイナミック表示であるから、全点灯データ時TD62783の方は最大で32個のLEDを点灯させることになりますね。
よって、60mA/1LED x 32 で約1.8Aを流す必要があるので、

2SD560のhFE1 がMIN.;2000、TYP;6000、
コレクタ飽和電圧VCE (sat);0.9Vから1.5 V　　←－＊1
ベース飽和電圧VBE(sat);1.6Vから2.0 V　　　←－＊1　無視できません。
（IC = 3.0 A, IB = 3.0 mA ）
コレクタしゃ断電流ICBO VCB = 100 V, IE = 0 A、 1.0 mA

TD62783の
出力飽和電圧VCE (sat);1.8Vから2.0Vから　　←－＊2　無視できません。
出力リーク電流ICEX;100μAから
＊TD62783の出力に2SD560を接続すると、VCE (sat)x2となりLEDには約1Vしか印加されないので点灯しなくなります。

LEDのVfが2.6Vから3.0Vの白か青の高輝度LEDと仮定するとVf;3.0Vで、
ダイナミックドライブの74HC598AFの出力から信号を取り出す必要があります。
よって、2SD560のベース入力抵抗は、≒200Ωでベース・GND間に10KΩ程度を接続する必要があります。
200Ωはベース電流制限用でIb;3mAで制限し74HC598AFの保護を兼ね、10KΩはICBO を流して2SD560のオフを早くする目的です。
あと、2SD560のコレクタ印加電圧は+5Vではなく、+7V以上を印加しないとLEDは十分な点灯輝度は得られなくなるのと、2SD560の放熱は考慮してください。

回路図；コントローラ側
http://www.humblesoft.com/j405board/j405d-080508.png

頑張ってください。

補足

使用するLEDは、黄色で
http://akizukidenshi.com/download/OSYL5113A.pdf
Vf=2.1Vなのですが、それでも５Ｖでは難しいということですね。

あと、2SD560の放熱ですが、最大1.8Ａ流れたとしても１６分割のダイナミックですから、平均電流は　1.8A/16=113mAだと思うのですが、放熱板は必要でしょうか？

回答No.2

KEN_2

ANo.1 です。
ＬＥＤ駆動回路を確認しました。
結論：
TD62783の出力にドライバをつける必要は無いし、付けても全く無意味です。
そのまま高輝度ＬＥＤマトリクスを接続してください。問題ありません。
電流はダイナミックですので、下記は誤りです。
>LED1個あたり500mA/32=15mAまでしか流せません。
全LEDを点灯した場合でもダイナミックですので、MAXの500mA/1LED流せます。

理由：
電流制限はTD62783では電流規制されません。
ICが熱破壊するまで電流が流せます。MAX=500mA
TB62706BF側で電流制限が働きますので、40mA/1LED～90mA/1LEDの電流となります。
＊ＬＥＤマトリクスをダイナミックですので、・・・・・

TD62783
http://www.semicon.toshiba.co.jp/docs/datasheet/ja/LinearIC/TD62783AFG_TD62784APG_ja_datasheet_060613.pdf
参考：東芝製：ＴＢ６２７０６ＢＦ　定電流ＬＥＤドライバ
http://www.nc-net.or.jp/morilog/m112457.html
ＴＢ６２７０６ＢＦ；吸込み電流；5～40mA/≧0.4V、5～90mA/≧0.7V
http://jp.ic-on-line.cn/IOL_TB62706BF/gifView/7162801.htm

補足

何度もありがとうございます。

回路は横１列ずつ縦に１６分割のダイナミック表示ですよね。
そうするとTB62706BFの端子は常に１個のＬＥＤ点灯ですから60mA/1LEDを十分にまかなえると思いますが、TD62783の方は最大で３２個のＬＥＤを点灯させることになるのではないでしょうか？

回路の解釈が間違っているのでしょうか？

回答No.1

KEN_2

urlのリンクが不正で詳しくは読み取れないのですが・・・・

ＬＥＤ電光掲示板キット
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gK-01041/
ＬＥＤ駆動回路
？？？？？？？？
2SD560
http://www.cntl.kyutech.ac.jp/robocar/2003/references/kurolab/datasheet_kurogi/2sd560.pdf
先の質問
http://okwave.jp/qa5350277.html

ドライブ回路の詳細が不明ですが、
TD62783の出力（エミッタフォロワ）を2SD560のベースに接続して駆動します。
2SD560はコレクタ駆動になるので、高輝度ＬＥＤ(Id=20mA)側の電流制限と電源電圧により少し検討を加える必要があります。

#前回は慌てておられたようですが、今回はゆっくり回答をお待ちください。

補足

失礼しました。

駆動回路は以下です。
http://www.humblesoft.com/j405board/v47e.pdf

TD62783の出力に2SD560を接続して、エミッタフォロワでLEDのアノード側に接続したいと思っています。

ベースには３３０Ωくらいを入れておこうかと思うのですが…