LED調光控制電路設計圖剖析 —電路圖天天讀（213）

　　高效的照明技術(shù)得到人們廣泛的關(guān)注，發(fā)光二極管LED（Light EmitTIng Ddiode）是利用半導體PN結或類(lèi)似結構把電能轉換成光能的器件，以其高效率、低功耗、低電壓驅動(dòng)、使用壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，已在眾多應用領(lǐng)域中得到普遍的應用，如各類(lèi)消費電子產(chǎn)品——手機、PDA、液晶電視的背光光源等。高亮度LED是傳統白熾燈的一種理想替代方案，因為前者的壽命和效率都比后者高得多，且不同于緊湊型熒光燈泡，這些LED能夠在低溫下工作。為提高LED照明電路的使用性能和適用范圍，本文將介紹一種具成本優(yōu)勢的高亮度白光 LED（HBLED）調光方法。

　　高亮度白光二極管一般采用恒流電源驅動(dòng)。因為隨著(zhù)LED逐漸變熱，其電壓降將減小，而且若LED串由恒壓電源供電的話(huà)，電源往往會(huì )持續提供過(guò)多的電流，使輸出電壓增大，直到電源達到電流限值或LED失效。脈寬調制方式是用較高的頻率開(kāi)關(guān) LED，開(kāi)關(guān)頻率超出人一般能夠察覺(jué)的范圍，給人一種LED總亮的假象，現在普遍采用脈寬調制方式調節LED的亮度，在某些應用中，調光比可達5 000：1。

　　驅動(dòng)電路

　　驅動(dòng)電路是整個(gè)LED調光電路的核心，主要由1個(gè)微處理器P89LPC932和LM2402恒流穩壓電路組成。LM3402是一款由可控電流源衍生的降壓型穩壓器，可驅動(dòng)串聯(lián)的大功率、高亮度發(fā)光二極管串，可以接受范圍在*2V的輸入電壓。當使用引腳兼容的LM3402HV時(shí)，輸入電壓的上限可達到75V。按照需要對轉換器的輸出電壓進(jìn)行調節，以維持通過(guò)LED陣列的恒定電流水平。只要HBLEDs的組合前饋電壓不超過(guò)Vo（MAX），則電路能保持任意數量的LED中的調節電流不變。圖1為L(cháng)M3402的典型應用電路示意圖，其中RSNS為電流設定電阻，平均電流IF≈0.2/RSNS，RON取值與發(fā)光二極管串中的LED數量有關(guān)，5個(gè)以上LED時(shí)可取值300KΩ，經(jīng)檢測，恒流標稱(chēng)值為250mA時(shí)（RSNS=0.8 Ω），電流波動(dòng)在±10mA以?xún)取?/p>

　　圖1 LM3402的典型應用電路示意圖

　　DIM1 的邏輯是直接的，因此當DIM1端口為高電平時(shí)，LM3402會(huì )輸出穩定的電流；當DIM1處為低電平時(shí)，禁止任何電流輸出。所以對LM3402的 DIM1端口輸入PWM信號，可對LED陣列進(jìn)行調光，PWM信號的最大邏輯低電平應為0.8V，最小邏輯高電平為2.2V。將DIM1端口懸浮或者接至邏輯高電平，一旦輸入達到6V，LM3402就開(kāi)始運作。將OFF端口接地，從而將LM3402置于一個(gè)低功率關(guān)機狀態(tài)（典型值為90μA）。在正常工作期間，該端口應始終保持在開(kāi)路狀態(tài)。

　　P89LPC932 是由飛利浦生產(chǎn)的低功耗單片微處理器，電源電壓3.3V，可低功耗運行，適合于許多要求高集成度、低成本的場(chǎng)合?？梢詽M(mǎn)足多方面的性能要求。 P89LPC932采用了高性能的處理器結構，指令執行時(shí)間只需2～4個(gè)時(shí)鐘周期，6倍于標準80C51器件。P89LPC932集成了許多系統級的功能，這樣可大大減少元件的數目、電路板的面積以及系統的成本，其內部有2個(gè)定時(shí)器，可作為一個(gè)具有256個(gè)定時(shí)器時(shí)鐘周期的PWM發(fā)生器使用。LED調光電路電氣原理圖如圖2所示。

　　圖2 LED調光電路電氣原理圖

　　本文介紹了一種基于恒流驅動(dòng)電路LM3402的LED調光控制系統，該系統由微處理器P89LPC932 PWM控制輸出電壓，用戶(hù)可通過(guò)按鈕設定亮度。由于采用了低功耗微處理器，并應用多種節能方法，使得該調光系統的功耗極低，能夠適用于多數LED照明節能改造場(chǎng)合，正好符合低碳經(jīng)濟的發(fā)展需求。隨著(zhù)LED發(fā)光效率的不斷提高，封裝技術(shù)的改進(jìn)，使用壽命的不斷增加，以及生產(chǎn)成本的降低，再加上驅動(dòng)電路性能的改善，HBLED在照明市場(chǎng)上的推廣前景十分廣闊。目前該技術(shù)已投入批量生產(chǎn)，取得良好的社會(huì )效益。

　　編輯點(diǎn)評：常用的LED驅動(dòng)有降壓型（Buck）、升壓型（Boost）、升降壓型（Buck～Boost）等3種。LM3402是一款由可控電流源衍生的降壓型穩壓器，輸入電壓范圍涵蓋整個(gè)汽車(chē)應用領(lǐng)域，內置MOS管最多可以驅動(dòng)5顆LED，性?xún)r(jià)比高，且接受領(lǐng)域較廣、線(xiàn)路簡(jiǎn)潔實(shí)用，是眾多LED驅動(dòng) IC中間的佼佼者。

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