Ebben a részben levezetem a működést és a hozzávaló számításokat. Aki még nem tudja, hogy a konverterek és a műveleti erősítők hogyan működnek, itt betekintést nyerhet. Akit ez nem érdekel, lapozzon kettőt az elkészült kapcsolási rajzhoz.

Kerestem valami jófajta DC-DC step-down konvertert. Mivel ezekből is annyi van, mint égen a csillag, megnéztem, mely típusokat használják mások, így nem tudok nagyon mellényúlni. A választás az LM2574M-ADJ típusra esett (adatlap itt). Kevés külső alkatrész kell hozzá, 0,5 A áramot tud adni (nekünk max. 350 mA kell, ennyi a LED maximális árama az adatlap szerint), akár 40 V bemeneti feszültséggel is meghajthatjuk, vagyis pont megfelel.

Az adatlapból kiderül, hogy a referencia bemeneten az 1,23 V az a feszültség, amikor a konverter tartja a kimeneti kitöltést. Ha ennél kisebb a V_ref, akkor növeli, ha nagyobb, akkor csökkenti. Egy kép a bekötéséről, csak hogy érthetőbb legyen ez a kitöltés-dolog:

Amint látjuk, a referencia feszültséget az induktivitás utánra kell bekötni. Ez azért van, mert a tekercs előtt egy négyszögjel van, ahol a maximális feszültség nagyjából megegyezik a bemenő feszültséggel (mínusz veszteségek). De akkor hogyan lesz belőle kisebb  feszültség? A tekercs (L1) és a kondenzátor (C_out) segítségével. Ha a tekercsre rákapcsoljuk a feszültséget (képzeljük el, hogy az IC belülről egy nagyon gyorsan ki/be kapcsolgató kapcsoló), akkor a rajta áthaladó áram csak lassan nő, nagyjából exponenciális görbét írva le. Emiatt a kondenzátor csak lassan töltődik, és ezért a lábain lévő feszültség is  lassan nő (megjegyzés: a "lassan" itt nem emberi mértékben van számolva, hanem pl. az impulzushoz képest). De közben a "kapcsoló" kikapcsol, és a feszültség már nem nő tovább. Ha fogyasztót is rákötünk, akkor még csökken is. A kitöltés pedig a kikapcsolt és a bekapcsolt állapotok aránya. Ezt a vezérlést egyébként PWM-nek is hívják. (Az IC "kikapcsolt" állapotában egyébként a D1 dióda zárja az áramkört.)

Igen ám, de a kitöltés nem állandó, leginkább a terhelés fogyasztásától függ: minél nagyobb, annál nagyobb kitöltés kell, hogy meglegyen a megfelelő feszültség. És itt lép be a referencia láb, ahol a konverterben lévő áramkör figyeli a feszültséget, és megpróbálja stabilan tartani azt. Ennél az IC-nél 1,23 V az a V_ref, ahol a vezérlő áramkör úgy tudja, hogy megfelelő a kitöltési tényezője.

Ezért most már csak az a dolgunk, hogy az áramot, ami átfolyik a LED-eken, mérjük, majd a nekünk megfelelő áramerősséghez szükséges referencia feszültséget előállítsuk hozzá a referencia bemenetre. Egy sorba kötött sönt (shunt) ellenálláson mérjük majd a feszültséget, ami az átfolyó áram függvénye. Mivel a LED-ünk max. árama 350 mA, ha a sönt egy 0,5  Ω-os ellenállás, akkor Ohm törvényéből kiszámolhatjuk, hogy ebben az esetben 0,175 V feszültségesés lesz az ellenállásunkon. Ezért a maximális áramhoz kb. 7x nagyobb feszültség kell (1,23/0,175~7,03). Így tudjuk elérni azt, hogy a konverter úgy változtassa a kitöltést, hogy az átfolyó áram 350 mA legyen, és kompenzáljon a megváltozott körülményekhez. (Pl. a LED melegedésével csökken az ellenállása, így nőnie kéne az áramnak (I=U/R).) A megvövekedett áram nagyobb feszültségesést okoz a söntön, a fix szorzó "eltolja" a referencia feszültséget a stabil 1,23 V-ról, amit a konverter vezérlése korrigál. Ezt a mechanizmust pedig arra is használhatjuk, hogy ha más átfolyó áramerősséget szeretnénk, akkor a "szorzó" megváltoztatásával a konverter magától "beáll" a kívánt állapotba.

A műveleti erősítő működési elve pedig pont beleillik ebbe a feszültség-szorzós képbe, így ezt használjuk majd (úgynevezett neminvertáló kapcsolásban).