WLED driver und minimale LED Forward-Spannung

[Daniel P. (ppowers)]

Hallo zusammen,

ich mache mir Sorgen um meine Treiberschaltung für weiße LEDs auf Basis 
eines CAT4137 Boost Converters.

Und zwar wird meine Schaltung über einen PowerPath-Manager versorgt, der 
eine Spannung zwischen 2.7V und 5.3V zur Verfügung stellt.
Am CAT4137 hängen zwei weiße LEDs (Cree CP41B-WES/WGS) mit einer 
typischen Forward-Spannung von 3.6V und 30mA Forward-Strom.
Da der CAT4137 im Shutdown kein Output-Disconnect hat (die 
Versorgungsspannung von bis zu 5.3V über die Spule also auch im Shutdown 
an den LEDs anliegt) frage ich mich, ob die LEDs im Shutdown auch 
wirklich dunkel sind!? Die minimale Forward-Spannung der LEDs geht 
leider nicht aus dem Datenblatt hervor, ich befürchte also, dass die 
beiden LEDs in Reihenschaltung im Falle von 5.3V Versorgungsspannung 
doch gerade so eben leuchten könnten...

Daher meine Fragen:
1.) Kann ich den Boost-Converter irgendwie "überlisten", also z.B. mit 
zusätzlichen Schottky-Dioden im LED-Strang die Gesamt-Forwardspannung 
des LED-Strangs erhöhen, ohne dabei massive Effizienzeinbußen zu haben?
2.) Kennt jemand einen WLED-Treiber mit "Output-Disconnect" im Shutdown, 
der sich per PWM regeln lässt und vorzugsweise auch im SOT-23-Gehäuse 
daherkommt? Die üblichen Verdächtigen (TI, Onsemi, Maxim und Linear) 
habe ich schon abgeklappert :-/
3.) Ist meine Sorge vielleicht auch total unbegründet, da die 
LED-Vorwärtsspannung auf jeden Fall > 3.0V sein wird?
Aber selbst wenn die LED bei 3V noch nicht leuchtet, wie groß ist in 
diesem Fall eigentlich die Leakage-Current?
4.) ...oder sehe ich den Wald vor Bäumen nicht und es gibt eine total 
simple Methode, das Problem völlig zu umgehen? :-)

Danke Euch!

Gruß
Daniel


LED-Datenblatt:
http://www.cree.com/~/media/Files/Cree/LED%20Components%20and%20Modules/HB/Data%20Sheets/CP41BWESWGS.pdf

CAT4137 Datenblatt:
http://www.onsemi.com/pub_link/Collateral/CAT4137-D.PDF

[Daniel P. (ppowers)]

Okay, vielleicht ist eine kleine Grafik hilfreich für die Beantwortung 
der Fragen.
Im Anhang das Schaltbild des Boost Converters in meiner Anwendung 
inklusive der nötigen Daten.

Gruß
Daniel

[Buck Rogers (Gast)]

Ein "Output-Disconnect" nützt nichts da der Strom über die externen 
Bauteile fließen wird. Du solltest die Schaltung ohne den CAT aufbauen 
und mit variabler Eingangsspannung ausmessen. Dann könntest du auch 3 
LEDs nehmen oder als Ersatz eine normale Diode als "3.LED" zufügen. Zur 
Not auch mit einem Load-Switch die Stromversorgung komplett abschalten.

[Daniel P. (ppowers)]

Ja genau das mit der "normalen Diode" hatte ich ja auch schon als 
mögliche Vorgehensweise im Hinterkopf! Nur frage ich mich, ob das 
wirklich funktioniert oder ich damit den Wirkungsgrad bzw. die Regelung 
des CAT4137 negativ beeinflusse!?

Hehe, der zusätzliche Load-Switch wäre natürlich eine wasserdichte 
"Notlösung" :-)

Oh, also ich kenne Boost-Converter bei denen die LED (bzw. der Ausgang 
allgemein) nicht direkt an der Induktivität hängt, sondern an einem 
separaten Pin des ICs. Intern wird dieser Pin dann im Shutdown-Fall über 
einen Schalter von dem Eingangsspannungspfad getrennt. Es können in 
diesem Fall dann auch keinerlei Leckströme mehr fließen.

Die Schaltung durchmessen ist möglich, klar. Aber wie sieht es mit 
Serienstreuung bei den LEDs oder Temperatureinfluss auf die minimale 
Vorwärtsspannung aus?

Danke,
Daniel

[Buck Rogers (Gast)]

Daniel P. schrieb:
> Nur frage ich mich, ob das wirklich funktioniert

Sicher, dem CAT ist das egal ob die Diode leuchtet oder nicht. Effizient 
ist das nicht, außer du nimmst 3 LEDs.

Daniel P. schrieb:
> Aber wie sieht es mit
> Serienstreuung bei den LEDs oder Temperatureinfluss auf die minimale
> Vorwärtsspannung aus?

Seite 3 "VF BIN LIMIT" sagt je nach Typ bis zu 2,8 ist möglich. Das wird 
dann knapp. Bei 3,6 V würde ich aber keine Probleme erwarten.

Am besten wäre es einen Prototypen zu bauen und dann zu testen.

[Daniel P. (ppowers)]

Buck Rogers schrieb:
> Sicher, dem CAT ist das egal ob die Diode leuchtet oder nicht. Effizient
> ist das nicht, außer du nimmst 3 LEDs.
Okay... dann könnte ich ja einfach in der Zuleitung des CAT einen 
Footprint für eine Schottky-Diode vorsehen und diesen zunächst mit einem 
0 Ohm Widerstand bestücken. Sollte die minimale Vorwärtsspannung der 
LEDs damit doch überschritten werden, kann ich den Widerstand durch eine 
Diode ersetzen und damit noch einmal ca. 300 mV erkaufen. Rein 
rechnerisch sollte die Diode in der Zuleitung doch die effizientere 
Lösung sein als die Diode in den LED-Strang zu hängen, oder?

Buck Rogers schrieb:
> Seite 3 "VF BIN LIMIT" sagt je nach Typ bis zu 2,8 ist möglich. Das wird
> dann knapp. Bei 3,6 V würde ich aber keine Probleme erwarten.
Ah, das hatte ich übersehen... Danke!

> Am besten wäre es einen Prototypen zu bauen und dann zu testen.
Jupp... werde ich wohl nicht drum herumkommen.

Danke & Gruß
Daniel