如何設(shè)計(jì)一個(gè)基于微控制器的三通道LED驅(qū)動(dòng)器

LEDS提供了一種與傳統(tǒng)照明形式不相匹配的靈活性和效率組合,并且正在建筑和舞臺(tái)照明應(yīng)用中被采用,因?yàn)樗鼈儚男⌒桶b中發(fā)出高度可靠、持久的光。然而,每個(gè)照明應(yīng)用都是獨(dú)一無二的,因?yàn)槊總€(gè)營銷部門都在不同的功能中找到價(jià)值。

設(shè)計(jì)師們不再依靠專門的集成電路來實(shí)現(xiàn)LED的綜合控制,而是轉(zhuǎn)向可編程的混合信號(hào)微控制器,這些微控制器集成了必要的外圍設(shè)備,包括脈沖寬度調(diào)制器、通信接口、放大器、比較器和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器。

復(fù)雜的功能,如可調(diào)光的巴克轉(zhuǎn)換器,通過結(jié)合上面描述的一些外圍設(shè)備是可以控制的。用于快速驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的巴克轉(zhuǎn)換器被要求成為當(dāng)前模式調(diào)節(jié)器,因?yàn)長ED是當(dāng)前模式設(shè)備。LEDVI(電壓對電流)曲線顯示,向前的微小變化?電壓 會(huì)對電流產(chǎn)生指數(shù)效應(yīng)。因此,在任何?司機(jī) 環(huán)行 代表著潮流。

此外,由于發(fā)光二極管的顏色和強(qiáng)度被制造商定在特定的前置電流水平上,所以使用恒流。這些屬性非常重要,因?yàn)樗鼈儽挥米骶S持與整體系統(tǒng)規(guī)范一致性的值。

一種典型的LED系統(tǒng), 圖1 ,將有一個(gè)通信接口,不同顏色的LED,每個(gè)顏色代表一個(gè)通道,某種智能,和一個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)器為每個(gè)通道。

圖1:系統(tǒng)框圖

通信接口可以是從標(biāo)準(zhǔn)照明協(xié)議,如DMX512或達(dá)利,到之比或無線USB。智能是由一個(gè)內(nèi)置模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和激光縮小外圍設(shè)備的單片機(jī)提供的。ADC監(jiān)控系統(tǒng)的變量,如溫度、LED電流和色彩混合任務(wù)。驅(qū)動(dòng)器為通道中的每一個(gè)LED提供恒流.驅(qū)動(dòng)程序的復(fù)雜性和質(zhì)量決定了驅(qū)動(dòng)程序的價(jià)格。

磁滯控制器

將LED驅(qū)動(dòng)器集成到微控制器中,可以減小整個(gè)系統(tǒng)解決方案的尺寸。然而,目前很少有現(xiàn)成的設(shè)備可以將開關(guān)的大功率部件包括在一起。?電力供應(yīng) (SMPS)具有單片機(jī)的智能?；蛘?使用可編程混合信號(hào)資源,將SMPS的反饋和控制電路納入單片機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)程序?拓?fù)鋵W(xué) 對于這樣的設(shè)計(jì),使用了一種電流模式控制的滯滯式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),如 圖2 .

圖2:磁滯控制器

在啟動(dòng)時(shí),通過電感器的電流增加,直到比較器正輸入的電壓大于比較器負(fù)輸入的電壓。之后,轉(zhuǎn)換器充當(dāng)自由運(yùn)行的振蕩器,電流在兩級(jí)之間充電和放電,如圖所示: 圖3 .

圖3:理想的LED電流波形

我的水平 高的 我也是 第 低由分流電阻設(shè)置,兩個(gè)反饋電阻R 在…中 和R 海斯特 ,并使用下面的公式輸出電壓。你可以看到選擇更大的R 海斯特 數(shù)值導(dǎo)致高閾值和低閾值之間的差異較小。

充電階段( 圖4A 當(dāng)pfet打開,電感器開始充電時(shí)啟動(dòng)。比較器通過測量分流電壓來監(jiān)測電感電流。排放階段( 圖4B 當(dāng)起點(diǎn)一開始 高的 已到達(dá)。

圖4:巴克變換器的充電(a)和放電(b)階段

在放電階段,電流通過自由旋轉(zhuǎn)二極管,保護(hù)電路組件不受感應(yīng)回彈,并保持LED上。當(dāng)LED中的電流穿過I值時(shí),充電階段再次啟動(dòng)。 低的 .

轉(zhuǎn)換器在充電階段啟動(dòng),直到電感電流達(dá)到Ith_高閾值。到達(dá)這個(gè)閾值所需的時(shí)間叫做上升時(shí)間,T 起來 ,并取決于輸入電壓及電感值:

在哪里 F 是串LED的正電壓。

由于電感在上述方程的分子中,上升時(shí)間與電感值成正比。短上升時(shí)間對于調(diào)光很重要,因?yàn)樾∶}沖寬度允許使用高分辨率調(diào)制器,但這并不是使用小電感值的唯一原因。小價(jià)值電感,具有可比較的額定電流,在物理上較小和便宜的大價(jià)值電感,因?yàn)樗麄兛梢蕴幚砀嗟碾娏髟谕瑯哟笮〉陌b與大價(jià)值電感。