LED調光控制電路設計圖剖析 —電路圖天天讀(213)

作者:電工吧 日期:2020-07-05 16:06:26 人氣: 欄目:LED

  高效的照明技術得到人們廣泛的關注,發光二極管LED(Light EmitTIng Ddiode)是利用半導體PN結或類似結構把電能轉換成光能的器件,以其高效率、低功耗、低電壓驅動、使用壽命長等優點,已在眾多應用領域中得到普遍的應用,如各類消費電子產品——手機、PDA、液晶電視的背光光源等。高亮度LED是傳統白熾燈的一種理想替代方案,因為前者的壽命和效率都比后者高得多,且不同于緊湊型熒光燈泡,這些LED能夠在低溫下工作。為提高LED照明電路的使用性能和適用范圍,本文將介紹一種具成本優勢的高亮度白光 LED(HBLED)調光方法。

  高亮度白光二極管一般采用恒流電源驅動。因為隨著LED逐漸變熱,其電壓降將減小,而且若LED串由恒壓電源供電的話,電源往往會持續提供過多的電流,使輸出電壓增大,直到電源達到電流限值或LED失效。脈寬調制方式是用較高的頻率開關 LED,開關頻率超出人一般能夠察覺的范圍,給人一種LED總亮的假象,現在普遍采用脈寬調制方式調節LED的亮度,在某些應用中,調光比可達5 000:1。

  驅動電路

  驅動電路是整個LED調光電路的核心,主要由1個微處理器P89LPC932和LM2402恒流穩壓電路組成。LM3402是一款由可控電流源衍生的降壓型穩壓器,可驅動串聯的大功率、高亮度發光二極管串,可以接受范圍在*2V的輸入電壓。當使用引腳兼容的LM3402HV時,輸入電壓的上限可達到75V。按照需要對轉換器的輸出電壓進行調節,以維持通過LED陣列的恒定電流水平。只要HBLEDs的組合前饋電壓不超過Vo(MAX),則電路能保持任意數量的LED中的調節電流不變。圖1為LM3402的典型應用電路示意圖,其中RSNS為電流設定電阻,平均電流IF≈0.2/RSNS,RON取值與發光二極管串中的LED數量有關,5個以上LED時可取值300KΩ,經檢測,恒流標稱值為250mA時(RSNS=0.8 Ω),電流波動在±10mA以內。

  LED調光控制電路設計圖剖析 —電路圖天天讀(213)

  圖1 LM3402的典型應用電路示意圖

  DIM1 的邏輯是直接的,因此當DIM1端口為高電平時,LM3402會輸出穩定的電流;當DIM1處為低電平時,禁止任何電流輸出。所以對LM3402的 DIM1端口輸入PWM信號,可對LED陣列進行調光,PWM信號的最大邏輯低電平應為0.8V,最小邏輯高電平為2.2V。將DIM1端口懸浮或者接至邏輯高電平,一旦輸入達到6V,LM3402就開始運作。將OFF端口接地,從而將LM3402置于一個低功率關機狀態(典型值為90μA)。在正常工作期間,該端口應始終保持在開路狀態。

  P89LPC932 是由飛利浦生產的低功耗單片微處理器,電源電壓3.3V,可低功耗運行,適合于許多要求高集成度、低成本的場合??梢詽M足多方面的性能要求。 P89LPC932采用了高性能的處理器結構,指令執行時間只需2~4個時鐘周期,6倍于標準80C51器件。P89LPC932集成了許多系統級的功能,這樣可大大減少元件的數目、電路板的面積以及系統的成本,其內部有2個定時器,可作為一個具有256個定時器時鐘周期的PWM發生器使用。LED調光電路電氣原理圖如圖2所示。

  LED調光控制電路設計圖剖析 —電路圖天天讀(213)

  圖2 LED調光電路電氣原理圖

  本文介紹了一種基于恒流驅動電路LM3402的LED調光控制系統,該系統由微處理器P89LPC932 PWM控制輸出電壓,用戶可通過按鈕設定亮度。由于采用了低功耗微處理器,并應用多種節能方法,使得該調光系統的功耗極低,能夠適用于多數LED照明節能改造場合,正好符合低碳經濟的發展需求。隨著LED發光效率的不斷提高,封裝技術的改進,使用壽命的不斷增加,以及生產成本的降低,再加上驅動電路性能的改善,HBLED在照明市場上的推廣前景十分廣闊。目前該技術已投入批量生產,取得良好的社會效益。

  編輯點評:常用的LED驅動有降壓型(Buck)、升壓型(Boost)、升降壓型(Buck~Boost)等3種。LM3402是一款由可控電流源衍生的降壓型穩壓器,輸入電壓范圍涵蓋整個汽車應用領域,內置MOS管最多可以驅動5顆LED,性價比高,且接受領域較廣、線路簡潔實用,是眾多LED驅動 IC中間的佼佼者。

智能電導率系統電路設計詳解 —電路圖天天讀(209)
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