Beleuchten Sie LEDs mit NIMH-Batterien

Ja es ist möglich.
Aber es geht auch einfacher, als Sie vorschlagen.
Mit dem LT1618 benötigen Sie

• 2 x NimH-Zellen, um die minimale Vin-Spezifikation zu erfüllen,

• 3 Zellen, um die maximale Schalt- und Einschaltdauerspezifikation zu erfüllen und

• 4 Zellen wären klug und können bei den Komponentenspezifikationen im schlimmsten Fall immer noch marginal sein.

• 5 oder 6 Zellen werden wirklich benötigt, um ein spezifikationsgerechtes Design zu gewährleisten!

Sicher nicht?
Siehe unten.

Bei der Konstruktion ist es wichtig, die Worst-Case-Werte der Datenblattspezifikationen zu verwenden, damit eine spezifikationsgerechte Komponente wie beabsichtigt funktioniert. Wenn das Design einmalig ist und Sie bereit sind, aus einer Reihe von ICs auszuwählen, können Sie möglicherweise typische Best-Case-Werte verwenden, aber dies ist unklug und kann zu Problemen mit anderen Parametern führen.

Ein Beispiel hier ist die Nennstromstärke des internen Transistorschalters LT1618.
Dieser liegt bei 1,5 / 2,1 / 2,8 A Minimum/typisch/Maximum. In vielen Fällen stellen Sie möglicherweise fest, dass der Schalter 2,1 A annehmbar gut handhabt, aber EINIGE Geräte haben möglicherweise eine 1,5-A-Grenze und sind immer noch "in der Spezifikation", daher sollten 1,5 A für das Design verwendet werden. In ähnlicher Weise können NimH-Zellen etwa 1 V bis 1,3 V liefern, sodass ein Betrieb mit beispielsweise 4 Zellen von 4 V bis 5,2 V möglich sein sollte. Tatsächlich hat eine voll aufgeladene NimH-Zelle bei der ersten Verwendung eine Spannung von etwa 1,35 V und kann unmittelbar nach dem Aufladen 1,4 V erreichen. Während der 1,4-V-Ausgang nur sehr kurz vorhanden ist, bedeutet dies, dass zB 4 Zellen ~= 5,6 V ohne Last liefern können und die Verwendung eines Geräts mit einer zB 5-V-Obergrenze zu Ausfällen aus nicht ersichtlichen Gründen führen kann. Das trifft hier nicht zu, aber das muss einem Designer bewusst sein.
[Als weiteres Beispiel haben Alkaline-Zellen im Neuzustand ein Potential von etwa 1,65 V, so dass eine 4-Zellen-Alkalibatterie mit nominal 6 V im Neuzustand 6,6 V an den Anschlüssen messen kann].

Der LT1618 behauptet, ein Aufwärtswandler mit konstanter Spannung und konstantem Strom zu sein.
Damit dies wahr ist, müsste die Last einen einzelnen spezifischen Wert als
Rload = V_constant/I_constant annehmen.
Tatsächlich wird ein herkömmliches CV/CC-Netzteil implementiert, bei dem die Ausgangsspannung nicht mehr als Vcv beträgt, wenn die I-Last kleiner als Icc ist und Icc nie höher als Icc ist, sodass die Ausgangsspannung bei Bedarf abnimmt, um Iout auf <= zu begrenzen Icc.

Beim Ansteuern einer LED reicht es normalerweise aus, einfach Icc zu steuern und Vout zu erlauben, jeden Wert anzunehmen, der erforderlich ist, um dies zu erreichen. Wenn die LED entfernt wird oder in einen offenen Stromkreis geht, würde Vout fiktiv unbegrenzt ansteigen, und eine einfache Sekundärspannungssteuerung kann verwendet werden, um Vout auf einen Wert zu begrenzen, der etwas über dem liegt, was angemessen wäre, um Icc in der beabsichtigten Last bereitzustellen.

Wenn beispielsweise I_LED_desired bei diesem Strom 0,25 A und VLED_nominal = 12 V beträgt, ist die Begrenzung von Vout auf ~ ~ = 15 V max ohne Last ausreichend, und ILED wird auf die gewünschten 0,25 A begrenzt, wenn die LED angeschlossen ist. Es ist "wünschenswert", dass jeder Ausgangskondensator, der auf Vout max geladen wird, wenn die LED entfernt wird, nicht genug Energie enthält, um die LED zu beschädigen, wenn sie angeschlossen wird, wenn der Kondensator auf Vout_max geladen wird.

Die Verwendung des LT1618 ist für diesen Zweck völlig akzeptabel, falls gewünscht, wobei Vcv beim Zielstrom auf etwas über L_LED_max eingestellt wird. Der LT1618 hat einen Betriebsbereich von Vin = 1,6 V bis 18 V. Eine NimH-Zelle hat eine nützliche minimale Ausgangsspannung von etwa 1 V, so dass 2 x 1 V > 1,8 V, 2 Zellen fiktiv genug sind.

Die maximale Stromgrenze des IC-Schalters beträgt mindestens 1,5 A.
Gewünschte Ausgangsleistung >= 12 V x 0,3 A = 3,6 W.
Die Eingangsleistung ist Pout / Effizienz,
sagen Sie, verwenden Sie 3,6 W / 80% zum Starten = 4,5 W.
Ein-/Ausschaltzeit ~= proportional zu 1/(Vin:Vout).
Bei 100 % Einschaltdauer könnte eine 2-V-Mindestversorgung 1,5 A x 2 V in = 3 W ergeben, sodass 2 Zellen nicht ausreichen.
3 Zellen ergeben 3 V x 1,5 A = 4,5 W bei 100 % Einschaltdauer.
Bei 3 V Eingang, 12 V Ausgang ton:toff des Schalters = 12:3 bei 100 % Effizienz = 12/15 = 80 % Einschaltdauer.
Max. Einschaltdauer des Schalters = 88 % min (Seite 2), also sind 3 Zellen ungefähr genug, aber etwas marginal.
4 Zellen stellen sicher, dass der Schalter gut innerhalb der Einschaltdauergrenze liegt, der Iin-Peak gut innerhalb von Iswitch_max liegen kann und die Effizienz bei höherem Vin höher ist.

Eine gute Wahl sind also 4 x NimH-Zellen mit einer Betriebsspannung von 4 x (1V bis 1,3V) = 4V - 5,2V.

Also mit 4 NimH Zellen.
Vbatmin = 4V sagen.
VLED = 12,5 V max sagen
ILED_max erwünscht = 0,3 A.
Leistung_LED max = 12,5 x 0,3 A = 3,75 Watt.
Der Wirkungsgrad ist ungewiss, aber ein Blick auf die verschiedenen Beispielschaltungen und Wirkungsgradkurven legt nahe, dass ein Wirkungsgrad von 75 % resultieren KÖNNTE und dass ein höherer Wert ein Bonus ist.
Verwenden Sie 75 % für das Design.
Vin = 4 V, Vout = 12 V (nah genug, um die Zahlen sauber zu machen)
Vin effektiv für Arbeitszyklusberechnungen = Vin x Effizienz = 4 x 75 % = 3 V.
Ton:Toff Begrenzung = 12V:3V = 12/15 an = 80%.
Stromeingang = Stromausgang/Effizienz = 3,75 W / 75 % = 5 W.
Iin = Pin/Vin/dc = 5W/4V /0,8 = 1,56A
Ipeak mit linearer Rampe = 2 x Iavg = 3,12A.
Wir haben (potenzielle) Probleme - wenn nicht sogar tatsächliche.
Die Worst-Case-Annahmen haben sich zusammengetan, um eine Last zu erzeugen, die den Schalterstrom übersteigt, wenn I_inductor bei jedem Schaltzyklus auf 0 fällt.
Ein Blick auf das Foto der Oszilloskopkurve unten links auf Seite 13 zeigt, dass der Wandler in einer Schaltung wie vorgesehen immer mit I_inductor weit über Null arbeitete.
Wird es funktionieren? - Wahrscheinlich ja, aber es ist marginal.

Ein IC mit etwas mehr Schaltfähigkeit und Fähigkeit zur CC-Regelung wäre vorzuziehen, ABER der LT1618 ist ein netter IC, wenn er die Anforderungen erfüllt. Das Reduzieren von I_LED auf beispielsweise 0,2 A und Geräte, die nicht in die Worst-Case-Spezifikation fallen, würde es sicherer machen.
ODER noch mehr Zellen verwenden - wahrscheinlich 6.
wer hätte das gedacht!

E&OE!
dh ich habe vielleicht irgendwo einen groben Fehler gemacht. Ich hoffe nicht. Weisen Sie darauf hin, wenn ich habe.