基于電源管理芯片的RGB LED彩燈驅動(dòng)控制方案設計

　LED是一種性能優(yōu)良的顯示器件，具有壽命長(cháng)、節電、高亮度、多種發(fā)光顏色、響應速度快和驅動(dòng)電壓低等優(yōu)點(diǎn)，在節省能源的同時(shí)還可以通過(guò)PWM器件調節LED發(fā)光強度，依據RGB三原色混光原理調出多種顏色，再通過(guò)MCU智能控制實(shí)現多種顯示效果?，F正大量應用于城市亮化、建筑景觀(guān)照明、舞臺燈光設計等領(lǐng)域。

　　本設計方案采用恩智浦半導體(NXP)的電源管理芯片、微控制器、I2C器件、LED驅動(dòng)器件，為L(cháng)ED燈光系統設計提供全套的方案設計。

　　主要芯片：PCA9633/34/35：NXP I2總線(xiàn)RGB/RGBA LED閃爍/混光芯片;TEA152x：NXP電源芯片;LPC92x：NXP 900系列MCU;P82B96/PCA9600：NXP I2C總線(xiàn)驅動(dòng)芯片。

　　主要應用：

　　1. 點(diǎn)光源：應用LED彩色屏顯示原理，將其像素放大，降低整體造價(jià)成本，每個(gè)模塊為一個(gè)彩色像素點(diǎn)。應用環(huán)境：酒吧、KTV、舞臺、商場(chǎng)、展廳，作為音樂(lè )旋律顯示，背景墻裝飾、幕墻廣告等。

　　2. LED彩虹管：每條燈管由多個(gè)彩色像素點(diǎn)(RGB)組成，每個(gè)單色像素點(diǎn)可產(chǎn)生256個(gè)灰度級的變化。應用環(huán)境：立交橋、河道護欄、建筑外墻等不同場(chǎng)所的裝飾照明。

　　系統硬件設計：

　　LED彩燈控制系統主要包含驅動(dòng)模塊、控制模塊、LED電源三部分。

　　1. 驅動(dòng)模塊設計

　　如何實(shí)現讓LED模塊呈現不同的顏色，主要依靠人的視覺(jué)間歇惰性原理，利用對R、G、B三原色的LED的占空比實(shí)現顏色的混合。本設計方案的LED顏色顯示主要依靠NXP公司的I2C接口LED閃爍/混光驅動(dòng)芯片PCA9633(PCA9633-4位PWM輸出，PCA9634-8位PWM輸出，PCA9635-16位PWM輸出)輸出256灰度級的顏色來(lái)實(shí)現彩色顯示?？刂破髦恍枰獋魉驮撃K的RGB顏色的灰度值即可實(shí)現顏色顯示。

　　PCA9633是I2C總線(xiàn)控制的可編程PWM輸出的四位LED驅動(dòng)器件，主要應用于LEDRGB/RGBA(Red/Green/Blue/Amber)混光，主要性能指標如下：

　　1. 4路LED驅動(dòng)，每路驅動(dòng)可以通過(guò)軟件編程為四種狀態(tài)，分別是：開(kāi)、關(guān)、可編程PWM閃爍控制輸出、可編程每路灰度級別，同時(shí)支持四路整體亮度調節的PWM混光輸出。

　　2. 調光控制，PWM輸出頻率97kHz，每路有256個(gè)灰度級別。

　　3. 閃爍控制，PWM可編程頻率范圍24Hz~10.73s，占空比可編程范圍0%~99.6%。

　　4. 可通過(guò)190Hz的PWM輸出對四路PWM輸出整體亮度256級調節。

　　5. 四位輸出可編程設置為推拉輸出(在5V時(shí)，灌電流25mA，拉電流10mA)。

　　6. 7個(gè)硬件地址設定引腳，同一I2C總線(xiàn)最大可接126片。

　　7. 每片PCA9633有四個(gè)可編程軟件地址：一個(gè)全部響應地址和三個(gè)子地址。

　　8. 內置25MHz晶振和上電復位電路，也可通過(guò)I2C總線(xiàn)實(shí)現軟件復位。

　　9. SDA/SCL內置噪聲濾波器，支持1MHz的I2C快速模式。

　　10. 支持熱插入，低待機電流，支持電壓范圍：2.3~5.5V。

　　下圖為驅動(dòng)單元的設計，其中紅綠藍3色LED的數量可以是多個(gè)的，根據自己的設計要求可以選擇并聯(lián)或串聯(lián)的方式，再按照LED的連接方式及電壓/電流等要求選擇適合的開(kāi)關(guān)管即可，少量的LED也可用PCA9633直接驅動(dòng)，具體參數見(jiàn)PCA9633資料。驅動(dòng)模塊通過(guò)PCA9633的A6~A0管腳設定訪(fǎng)問(wèn)地址，接到控制模塊輸出的I2C總線(xiàn)上就可正常工作，每條I2C總線(xiàn)可接126塊調光驅動(dòng)模塊。