LED作为一种出现时间最晚的照明技术,其优点不仅体现在发光质量方面,在生产、制造、易用性方面都要大大超越白炽灯、荧光灯等传统光源。受到荧光灯发光原理的启发,LED生产商通过在高亮度蓝光LED管芯上加一层荧光粉,用蓝光激发荧光粉发出白光。
4 驱动电路设计
整个电路分三部分:a.开关电源,实现市电向低压恒流LED适应电流的转换;b.PWM调制电路,实现对LED出光效率的控制;c.控制电路,实现对开关电源和PWM的连接和控制,实现混光后对出光灰度的控制。
4.1 基于MAXl6801/16802的AC/DC开关电源
高亮度(HB)LED驱动器控制集成芯片MAXl680l/16802基本满足了实际LED驱动器关键电路的要求,可用于高亮度照明和显示应用,可进行85~265V的AC整流电压输入,需要精度调节LED电流时,可利用片上的误差放大器以及精度为1%的基准。通过片内PWM亮度调节也可以实现较宽的亮度调节范围。
MAXl6801/16802内部功能如图1所示。
单个LED芯片的驱动电路如图2所示。
对于电路各个端口之间功能的描述:
UVLO/EN:外部可编程欠电压锁定。UVLO设置输入启动电压。将UVLO连接至GND可禁止器件工作。DIM/FB:低频PWM亮度调节输入/误差放大反向输入端。COMP:误差放大器输出。在高亮度LED电流调节应用中,将补偿元件连接在DIM/FB和COMP之间。
CS:电流感应信号连接端,用于电流调节。戒指检流电阻高端。可以甩RC滤波器除去前沿上的毛刺。GND:功率地。NDRV:外部N沟道MO-SET栅极连接端。Vcc:栅极驱动电源。内部由IN降压得到。Vcc与GND之间接一只10nF以上的去耦电容器。IN:IC电源。IN与GND之间接一只10nFt以上的去耦电容器。自举工作模式下MAXl6801,可以在输入电源和IN之间接一个启动电阻。偏置绕组电源连接至该点。对于MAXl6802,IN直接接+10.8~+24V电源。
4.2 单一LED芯片的PWM控制电路
由于红绿蓝三种LED的电光转换效率不一致,并且在混光时对于红绿蓝三基色的配比不同,故要对三色芯片单独调制。调制芯片选NCP-1200,该芯片是安森美半导体公司(ON Semiconductor)推出的一款电流型PWM控制器。其应用电路只需要使用很少的外围元件,使设计更加紧凑。另外,芯片内集成输出短路的保护电路,使成本可进一步降低。模块中有两种反馈类型:第一种是输出电压反馈,输出电压采样值VSS和单片机提供的设定值进行比较,通过光耦来控制NCPl200芯片阳脚的电压,调整DRV脚输出PWM的脉宽来控制场效应管的导通和关断时间,从而达到调整输出电压值的目的。另一路反馈是电流限流反馈,当采样到的输出电流值ISS超过单片机提供的最大限流值IPWM后,比较器输出正电压使得光耦最大导通,将FB脚电压拉低,使得NCPl200输出PWM脉宽减小,从而达到限流的目的。当输出电流小于单片机提供的限流值时,限流反馈不起作用。
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