LED是特性敏感的半導體器件,又具有負溫度特性,因而在應用過程中需要對其進行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護,從而產(chǎn)生了驅(qū)動的概念。LED器件對驅(qū)動電源的要求近乎于苛刻,LED不像普通的白熾燈泡,可以直接連接220V的交流市電。LED是2~3伏的低電壓驅(qū)動,必須要設計復雜的變換電路,要配備不同的電源適配器。
本文詳細的解析了高電壓脈沖寬度調(diào)制(PWM)LED驅(qū)動器控制器電路圖,對每一個元器件都進行了講解。
電路模塊解析:1、開機輸入浪涌電流限制電阻;2、為一款逐流無源功率因數(shù)校正(PPFC)電路,通過擴展交流輸入市電整流二極管的導通角來改善電路的功率因數(shù),較有源功率因數(shù)校正電路(APFC)具有造價低的優(yōu)點;3、濾波電容,當整流交流輸入接近零交越時,存儲電容C3存儲的能量為IC供電,該IC為一款高壓供電IC;4、振蕩控制。連接這支引腳與地的電阻將設定PWM頻率。IC可以通過將ROSC引腳連接到外部MOSFET柵極與外部振蕩電阻之間,切換至恒定關斷時間 (PFM)工作模式;5、LED燈串和外部MOSFET開關管Q1電流檢測電阻。如電流檢測電阻RSENSE上的電壓超過電流感測引腳CS的閾值電壓,外部MOSFET開關管 Q1關閉。存儲在電感器里的電能將使電流繼續(xù)通過續(xù)流二極管D1為負載LED供電;6、 BUCK變換功率開關管Q1,交流市電整流輸出直流電壓通過負載、電感L1、BUCK變換功率開關管Q1`和電流檢測電阻RSENSE到地,形成回路。一旦BUCK變換功率開關管Q1關斷,存儲在BUCK電感中的磁能通過續(xù)流二極管D1、負載形成灰路,繼續(xù)為負載供電;7、BUCK電感,在BUCK變換功率開關管Q1導通時,交流市電整流輸出直流電壓通過負載和BUCK電感形成回路,為BUCK電感存儲能量,一旦BUCK變換功率開關管Q1關斷,BUCK電感存儲的能量即需為負載供電;8、輸出濾波電容,穩(wěn)定負載上的供電電壓;9、續(xù)流二極管D1,一旦BUCK變換功率開關管關斷,BUCK電感存儲的能量通過負載和D1形成回路,為負載繼續(xù)供電。
共陽極與共陰極LED驅(qū)動方法
單片機控制的LED數(shù)碼管動態(tài)驅(qū)動電路,現(xiàn)在讓我們用實驗板上的兩個數(shù)碼管來做一個循環(huán)顯示00~99數(shù)字的實驗,先來完成必要的硬件部分,數(shù)碼管有共陰和共陽的區(qū)分,單片機都可以進行驅(qū)動,但是驅(qū)動的方法卻不同,并且相應的0~9的顯示代碼也正好相反。首先我們來介紹兩位共陽數(shù)碼管的單片機驅(qū)動方法,電路如下圖:
P2.6和P2.7端口分別控制數(shù)碼管的十位和個位的供電,當相應的端口變成低電平時,驅(qū)動相應的三極管會導通,+5V通過IN4148二極管和驅(qū)動三極管給數(shù)碼管相應的位供電,這時只要P0口送出數(shù)字的顯示代碼,數(shù)碼管就能正常顯示數(shù)字。因為要顯示兩位不同的數(shù)字,所以必須用動態(tài)掃描的方法來實現(xiàn),就是先個位顯示1毫秒,再十位顯示1毫秒,不斷循環(huán),這樣只要掃描時間小于1/50秒,就會因為人眼的視覺殘留效應,看到兩位不同的數(shù)字穩(wěn)定顯示。下面我們再介紹一種共陰數(shù)碼管的單片機驅(qū)動方法,電路如下圖:
+5V通過1K的排阻直接給數(shù)碼管的8個段位供電,P2.6和P2.7端口分別控制數(shù)碼管的十位和個位的供電,當相應的端口變成低電平時,相應的位可以吸入電流。單片機的P0口輸出的數(shù)據(jù)相當于將數(shù)碼管不要顯示的數(shù)字段對地短路,這樣數(shù)碼管就會顯示需要的數(shù)字。共陰數(shù)碼管的硬件更簡單,所以在批量生產(chǎn)時,硬件開銷小,節(jié)省PCB面積,減少焊接工作量,降低綜合成本,所以采用共陰數(shù)碼管更有利于批量生產(chǎn),現(xiàn)在銷售的試驗板都是采用共陰數(shù)碼管了
下圖為一個實際的采用電容降壓的LED驅(qū)動電路﹕大部分應用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管﹐建議連接上﹐因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間( 如雷電﹑大用電設備起動等 )有效地將突變電流泄放﹐從而保護二級關和其它晶體管﹐它們的響應時間一般在微毫秒級 。
LED驅(qū)動電路圖
編輯點評:上圖濾波電容C2﹑C3的耐壓根據(jù)負載電壓而定﹐一般為負載電壓的1.2倍,其電容容量視負載電流的大小而定。現(xiàn)在國際市場上國外客戶對LED驅(qū)動電源的效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高,設計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù),LED驅(qū)動電源整個系統(tǒng)設計中尤為重要。
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