LED驱动控制系统电路模块深度解析
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LED是特性敏感的半导体器件，又具有负温度特性，因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护，从而产生了驱动的概念。LED器件对驱动电源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白炽灯泡，可以直接连接220V的交流市电。LED是2～3伏的低电压驱动，必须要设计复杂的变换电路，要配备不同的电源适配器。 本文详细的解析了高电压脉冲宽度调制(PWM)LED驱动器控制器电路图，对每一个元器件都进行了讲解。 电路模块解析 1、开机输入浪涌电流限制电阻; 2、为一款逐流无源功率因数校正(PPFC)电路，通过扩展交流输入市电整流二极管的导通角来改善电路的功率因数，较有源功率因数校正电路(APFC)具有造价低的优点; 3、滤波电容，当整流交流输入接近零交越时，存储电容C3存储的能量为IC供电，该IC为一款高压供电IC; 4、振荡控制。连接这支引脚与地的电阻将设定PWM频率。IC可以通过将ROSC引脚连接到外部MOSFET栅极与外部振荡电阻之间，切换至恒定关断时间(PFM)工作模式; 5、LED灯串和外部MOSFET开关管Q1电流检测电阻。如电流检测电阻RSENSE上的电压超过电流感测引脚CS的阈值电压，外部MOSFET开关管Q1关闭。存储在电感器里的电能将使电流继续通过续流二极管D1为负载LED供电; 6、 BUCK变换功率开关管Q1，交流市电整流输出直流电压通过负载、电感L1、BUCK变换功率开关管Q1和电流检测电阻RSENSE到地，形成回路。一旦BUCK变换功率开关管Q1关断，存储在BUCK电感中的磁能通过续流二极管D1、负载形成回路，继续为负载供电; 7、BUCK电感，在BUCK变换功率开关管Q1导通时，交流市电整流输出直流电压通过负载和BUCK电感形成回路，为BUCK电感存储能量，一旦BUCK变换功率开关管Q1关断，BUCK电感存储的能量即需为负载供电; 8、输出滤波电容，稳定负载上的供电电压; 9、续流二极管D1，一旦BUCK变换功率开关管关断，BUCK电感存储的能量通过负载和D1形成回路，为负载继续供电。 共阳极与共阴极LED驱动方法 单片机控制的LED数码管动态驱动电路，现在让我们用实验板上的两个数码管来做一个循环显示00～99数字的实验，先来完成必要的硬件部分，数码管有共阴和共阳的区分，单片机都可以进行驱动，但是驱动的方法却不同，并且相应的0～9的显示代码也正好相反。首先我们来介绍两位共阳数码管的单片机驱动方法，电路如下图： P2.6和P2.7端口分别控制数码管的十位和个位的供电，当相应的端口变成低电平时，驱动相应的三极管会导通， 5V通过IN4148二极管和驱动三极管给数码管相应的位供电，这时只要P0口送出数字的显示代码，数码管就能正常显示数字。因为要显示两位不同的数字，所以必须用动态扫描的方法来实现，就是先个位显示1毫秒，再十位显示1毫秒，不断循环，这样只要扫描时间小于1/50秒，就会因为人眼的视觉残留效应，看到两位不同的数字稳定显示。下面我们再介绍一种共阴数码管的单片机驱动方法，电路如下图： 5V通过1K的排阻直接给数码管的8个段位供电，P2.6和P2.7端口分别控制数码管的十位和个位的供电，当相应的端口变成低电平时，相应的位可以吸入电流。单片机的P0口输出的数据相当于将数码管不要显示的数字段对地短路，这样数码管就会显示需要的数字。共阴数码管的硬件更简单，所以在批量生产时，硬件开销小，节省PCB面积，减少焊接工作量，降低综合成本，所以采用共阴数码管更有利于批量生产，现在销售的试验板都是采用共阴数码管了。 下图为一个实际的采用电容降压的LED驱动电路：大部分应用电路中没有连接压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管，建议连接上，因压敏电阻或瞬变电压抑制晶体管能在电压突变瞬间(如雷电、大用电设备起动等)有效地将突变电流泄放，从而保护二级关和其它晶体管，它们的响应时间一般在微毫秒级 。 LED驱动电路图 编辑点评： 上图滤波电容C2、C3的耐压根据负载电压而定，一般为负载电压的1.2倍，其电容容量视负载电流的大小而定。现在国际市场上国外客户对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都非常高，设计一款好的电源必须要综合考虑这些因数，LED驱动电源整个系统设计中尤为重要。 |
