Digital gesteuerte 0-10A Konstantstromquelle zur Ansteuerung von LEDs

Ich möchte eine Schaltung bauen, um einzelne Hochleistungs-LEDs anzusteuern. Die Schaltung wird von einer Reihe von TTL-Pins gesteuert: einer zum Aktivieren / Deaktivieren und ~ 4-6 zum Einstellen der Helligkeit über den Strom.

Die LEDs werden kontinuierlich mit bis zu 1 A (bei 2 - 3,5 V) betrieben und mit höheren/Überspezifikationsströmen von bis zu ~10 A gepulst. Die Impulse liegen in der Größenordnung von 1–100 ms und werden durch einige Sekunden getrennt. Anstiegs- und Abfallzeiten müssen nicht ultraschnell sein, sollten aber weniger als 500 us betragen. PWM könnte möglicherweise innerhalb des 0-1A-Regimes verwendet werden, aber ich brauche definitiv eine Art Stromsteuerung, um die höheren Ströme zu erreichen.

Es scheint viele kommerzielle LED-Treiber-ICs zu geben, die solche Dinge tun, aber ich konnte keine finden, die die von mir verwendeten Ströme steuern können. Darüber hinaus bin ich mir nicht sicher, wie der Strom am besten mit TTL gesteuert werden kann: vielleicht über einen DAC zu einem Operationsverstärker zu einem Leistungstransistor? Ich bin mir nicht sicher, was der beste Weg ist, dies effizient anzugehen.

Ich plane, ein altes Computer-Netzteil zu verwenden, um den gesamten Stromkreis über die 5-V- oder 10-V-Schiene mit Strom zu versorgen. Wenn es offensichtliche Probleme damit oder bessere Optionen gibt, würde ich gerne davon hören.

Danke schön! Alle Vorschläge werden sehr geschätzt.

(Ein Haftungsausschluss: Ich habe ein gutes Verständnis der Grundlagen der Elektronik, aber keine wirkliche EE-Erfahrung. Ich verstehe also, was verschiedene Transistoren oder Kondensatoren theoretisch tun, habe aber kein intuitives Verständnis dafür, welche Komponenten die besten Lösungen sind welche Aufgaben in der Realität.)

Update 22/3

Nachdem ich ein bisschen mehr darüber nachgedacht habe, denke ich, dass ich tatsächlich zwei separate Schaltkreise für zwei verschiedene Aufgaben benötige. Einer fungiert einfach als Schalter, um vier LEDs in einer Reihe einzeln anzusprechen, die von einem Standard-CC-Netzteil gespeist werden (ich habe dafür eine Schachtel LuxDrive PowerPucks zur Verfügung). So etwas wie das Folgende (ignorieren Sie den +5V-Hinweis; es ist eine Konstantstromschiene, aber meine Freeware-Schaltungszeichnungssoftware scheint dies nicht zu unterstützen):

aber mit vier der MOSFET-geschalteten Blöcke in Reihe verkettet. Fünf TTL-Steuerungen als Eingänge, die einen Aktivierungs-/Deaktivierungsschalter + selektives Kurzschließen von jeder der vier LEDs ergeben. Vishay SIA406-DJ MOSFETs scheinen hier zu funktionieren; Ich bin mir nicht sicher, ob die Dioden überhaupt notwendig sind, aber wenn ja, stelle ich mir nicht vor, dass sie etwas Besonderes sein müssten.

Meine erste Frage hier: Da die TTL-Signale von einem extrem teuren Instrument kommen werden, möchte ich Opto-Isolatoren verwenden, um es zu schützen. Ich habe diese noch nie zuvor verwendet (und bin nur konzeptionell mit ihnen vertraut): Kann ich mit der oben gezeigten Schaltung einfach Optokoppler zwischen den TTL-Eingang und die Gates der MOSFETs schalten? Zweitens, wie sollte ich diese am besten erden? Das steuernde Instrument hat seine eigene interne Masse; muss ich das irgendwie verdrahten oder kann ich Drähte direkt von den TTL-Ausgangsstiften zu einer externen geerdeten Leiterplatte führen?

Die zweite Platine (der ursprüngliche Vorschlag) liefert einen einzelnen LED-Kanalstrom mit digital gesteuertem Strom im Bereich von 0–1 A für CW-Beleuchtung und 1–10 A für Impulse. Dazu möchte ich die analoge Dimmfähigkeit des Infineon ILD4001 zusammen mit einem DAC verwenden, um den Strom zu variieren, mit MOSFET-Schaltung wie zuvor.

Physikalischer Schalter zum Wechseln zwischen 1A (durch$R_1$) und 10A (durch$R_2$) Kontrolle

Der ILD4001 verwendet einen einzigen EN-Eingang für Ein/Aus, PWM und analoge Steuerung des Stromausgangs. Analoges Dimmen wird durch Setzen erreicht$V_{in} = 0.5 \sim 2.4 V$, mit einem weitgehend linearen Zusammenhang zwischen 1,0 V (25 % Strom) und 2,1 V (90 % Strom). Um dies zu erreichen, möchte ich 4 Eingangsbits durch einen DAC speisen, wobei das gesamte Setup wie folgt um ein 5. Bit geschaltet wird: ...

wobei der Ausgang in den EN-Pin der Treiberschaltung eingespeist wird. Auch hier müssen alle fünf Steuerbits von der Signalquelle optoisoliert sein.