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詳解:可實現精確調光的LED驅動器設計

發布時間:2013-11-09 責任編輯:eliane

【導讀】在LED照明設計中需要考慮到調光因素,因此驅動LED面臨著許多挑戰,本文介紹的一款LED驅動電路設計,采用PWM調節方式使得驅動電路更簡單,不僅降低了制造成本,還可以獲得較精確的亮度步進調節。

LED的排列方式及LED光源的規范決定著基本的驅動器要求。

LED驅動器的主要功能就是在一定的工作條件范圍下限制流過LED的電流,而無論輸入及輸出電壓如何變化。最常用的是采用變壓器來進行電氣隔離。下文論述了LED照明設計需要考慮的調光因素。

正是因為調光的要求所以驅動LED面臨著不少挑戰,如正向電壓會隨著溫度、電流的變化而變化,而不同個體、不同批次、不同供應商的LED正向電壓也會有差異;另外,LED的“色點”也會隨著電流及溫度的變化而漂移。

下文LED采用多個串聯的方式,供電電源為12V電,所以使用了一級升壓電路。

LED調光系統組成

LED調光系統組成框圖如圖1所示。

詳解:可實現精確調光的LED驅動器設計
圖1:LED調光系統組成框圖
 

單元硬件電路的設計

1、基于MAX1771的升壓(Boost)電路
 
[page] MAX1771是美信公司的電源管理芯片,可以做為升壓電路使用,電路結構為Boost電路,如下圖2所示。當電壓輸入電壓的范圍是5-12V,輸出根據的調節范圍是24-36V。引腳1輸出PWM來控制場效應管IRF3205的導通與截止。引腳3是電壓反饋端,內置1.25V的穩壓源。當輸入到3腳的電壓高于或低于1.25V時,芯片會自動調節PWM占空比的減小或增大,以得到穩定的輸出。
詳解:可實現精確調光的LED驅動器設計
圖2:基于MAX1771的Boost電路原理圖
 

2、LED驅動電路的設計

LED驅動電路原理圖如圖3所示。由于Buck電路的驅動比較復雜,故使用如下的電路,使在場效應管關斷后讓LED的負極電壓升高,使得LED關閉。當場效應管導通時,LED的負極電壓被拉低,使得LED發光。PWM調節方式使得驅動電路更簡單,降低了制造成本,并可以獲得較精確的亮度步進調節。
詳解:可實現精確調光的LED驅動器設計
圖3:LED驅動電路原理圖
 
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軟件設計

采用STC89C52單片機輸出頻次為230Hz的PWM來驅動場效應管IRF3205的開斷,其中用獨立鍵盤來實現PWM占空比1%-99%連續可調,步進值為1%。同時使用液晶YJDC-1對LED的亮度即PWM的占空比進行顯示,形成了良好的人機界面。軟件流程圖如圖4所示。

詳解:可實現精確調光的LED驅動器設計
圖4:軟件流程圖
 
 
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電路原理圖及印制板圖
 

詳解:可實現精確調光的LED驅動器設計
圖5:電路原理圖及印制板圖

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