LED驱动控制系统电路模块深度解析

时间:2022-03-15来源:佚名

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。

    相关阅读

    城市亮化工程如何设计才能具有层次感?

    城市亮化工程 的主要目地是为夜间带来一体化照明,考虑基础的视觉识别规定,自然环境照明的光层级与光线总数的多少相关,假如空间中的自然环境照明比工作照明低许多 ,在工作...
    2022-10-11
    城市亮化工程如何设计才能具有层次感?

    城市道路照明工程主要有哪些?

    在城市建设中,道路照明 是必不可少的基础设施,也是城市夜景的重要组成部分。在某种程度上,它还反映了城市的经济实力,社会进步和现代化的标志。它为夜间在城市中的车辆和行...
    2022-07-12
    城市道路照明工程主要有哪些?

    安全出口指示标志灯为什么是绿色而不是红色?

    对于安全出口指示标志灯相信大家都不陌生,我们在日常生活中在任何公众场所的紧急疏散的安全出口都可以看到这个安全出口指示标志灯,大家有没有想过安全出口的指示标志为什么...
    2022-05-21
    安全出口指示标志灯为什么是绿色而不是红色?

    路灯照明合理的布置方式

    路灯的布置方式主要有单侧布置、双侧交错布置、双侧对称布置、中心对称布置、横向悬索布置五种形式,随着城市道路的不断拓宽,平交路口转弯半径越来越大,根据《城市道路亮化...
    2022-07-15

    泛光照明工程是什么?应用范围有哪些?

    很多人提及 泛光照明工程 会有一些生疏,不理解泛光照明包含哪些,也不知道 泛光照明工程 跟普通照明工程有哪些不一样。 实际上泛光照明工程便是归属于城市景观照明工程或环境...
    2022-10-17
    泛光照明工程是什么?应用范围有哪些?

    消防应急灯的寿命有多长?一般可以使用多长时间?

    对于消防应急灯的使用寿命相信很多人都想了解这个问题,因为消防应急灯安装了就不需要时时刻刻盯着,这需要定时检查就可以了,但是很多人都不知道消防应急灯的寿命有多长,不...
    2022-05-21
    消防应急灯的寿命有多长?一般可以使用多长时间?

    快投派智能无线投屏器,让无线互联更加简单便捷

    没有WiFi的情况下可以进行无线投屏吗? 长期使用投屏功能的人,或多或少都知道自己的手机可以通过【无线投屏】【屏幕镜像】功能,直接连接到智能电视或无线投屏器,下意识地认...
    2022-05-11
    快投派智能无线投屏器,让无线互联更加简单便捷

    广场照明的设计技巧

    广场照明设计 主要包括休闲广场、集会活动广场、商业广场的照明设计。 1)休闲广场。主要是为人们提供休息、社交和举行小型文化娱乐活动的地方,由于人们活动方式不同,有些区...
    2022-07-15

    网站栏目