LED驅動(dòng)控制系統電路模塊深度解析 —電路圖天天讀（195）

　　LED是特性敏感的半導體器件，又具有負溫度特性，因而在應用過(guò)程中需要對其進(jìn)行穩定工作狀態(tài)和保護，從而產(chǎn)生了驅動(dòng)的概念。LED器件對驅動(dòng)電源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是2～3伏的低電壓驅動(dòng)，必須要設計復雜的變換電路，要配備不同的電源適配器。

　　本文詳細的解析了高電壓脈沖寬度調制（PWM）LED驅動(dòng)器控制器電路圖，對每一個(gè)元器件都進(jìn)行了講解。

　　電路模塊解析：1、開(kāi)機輸入浪涌電流限制電阻；2、為一款逐流無(wú)源功率因數校正（PPFC）電路，通過(guò)擴展交流輸入市電整流二極管的導通角來(lái)改善電路的功率因數，較有源功率因數校正電路（APFC）具有造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)；3、濾波電容，當整流交流輸入接近零交越時(shí)，存儲電容C3存儲的能量為IC供電，該IC為一款高壓供電IC；4、振蕩控制。連接這支引腳與地的電阻將設定PWM頻率。IC可以通過(guò)將ROSC引腳連接到外部MOSFET柵極與外部振蕩電阻之間，切換至恒定關(guān)斷時(shí)間 （PFM）工作模式；5、LED燈串和外部MOSFET開(kāi)關(guān)管Ｑ１電流檢測電阻。如電流檢測電阻RSENSE上的電壓超過(guò)電流感測引腳CS的閾值電壓，外部MOSFET開(kāi)關(guān)管 Q1關(guān)閉。存儲在電感器里的電能將使電流繼續通過(guò)續流二極管D1為負載LED供電；6、 BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Q1，交流市電整流輸出直流電壓通過(guò)負載、電感L1、BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Q1`和電流檢測電阻RSENSE到地，形成回路。一旦BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Ｑ１關(guān)斷，存儲在BUCK電感中的磁能通過(guò)續流二極管D1、負載形成灰路，繼續為負載供電；7、BUCK電感，在BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Q1導通時(shí)，交流市電整流輸出直流電壓通過(guò)負載和BUCK電感形成回路，為BUCK電感存儲能量，一旦BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷，BUCK電感存儲的能量即需為負載供電；8、輸出濾波電容，穩定負載上的供電電壓；9、續流二極管D1，一旦BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，BUCK電感存儲的能量通過(guò)負載和D1形成回路，為負載繼續供電。

　　共陽(yáng)極與共陰極LED驅動(dòng)方法

　　單片機控制的LED數碼管動(dòng)態(tài)驅動(dòng)電路，現在讓我們用實(shí)驗板上的兩個(gè)數碼管來(lái)做一個(gè)循環(huán)顯示00～99數字的實(shí)驗，先來(lái)完成必要的硬件部分，數碼管有共陰和共陽(yáng)的區分，單片機都可以進(jìn)行驅動(dòng)，但是驅動(dòng)的方法卻不同，并且相應的0～9的顯示代碼也正好相反。首先我們來(lái)介紹兩位共陽(yáng)數碼管的單片機驅動(dòng)方法，電路如下圖：

　　P2.6和P2.7端口分別控制數碼管的十位和個(gè)位的供電，當相應的端口變成低電平時(shí)，驅動(dòng)相應的三極管會(huì )導通，+5V通過(guò)IN4148二極管和驅動(dòng)三極管給數碼管相應的位供電，這時(shí)只要P0口送出數字的顯示代碼，數碼管就能正常顯示數字。因為要顯示兩位不同的數字，所以必須用動(dòng)態(tài)掃描的方法來(lái)實(shí)現，就是先個(gè)位顯示1毫秒，再十位顯示1毫秒，不斷循環(huán)，這樣只要掃描時(shí)間小于1/50秒，就會(huì )因為人眼的視覺(jué)殘留效應，看到兩位不同的數字穩定顯示。下面我們再介紹一種共陰數碼管的單片機驅動(dòng)方法，電路如下圖：

　　+5V通過(guò)1K的排阻直接給數碼管的8個(gè)段位供電，P2.6和P2.7端口分別控制數碼管的十位和個(gè)位的供電，當相應的端口變成低電平時(shí)，相應的位可以吸入電流。單片機的P0口輸出的數據相當于將數碼管不要顯示的數字段對地短路，這樣數碼管就會(huì )顯示需要的數字。共陰數碼管的硬件更簡(jiǎn)單，所以在批量生產(chǎn)時(shí)，硬件開(kāi)銷(xiāo)小，節省PCB面積，減少焊接工作量，降低綜合成本，所以采用共陰數碼管更有利于批量生產(chǎn)，現在銷(xiāo)售的試驗板都是采用共陰數碼管了

　　下圖為一個(gè)實(shí)際的采用電容降壓的LED驅動(dòng)電路﹕大部分應用電路中沒(méi)有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管﹐建議連接上﹐因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間（ 如雷電﹑大用電設備起動(dòng)等 ）有效地將突變電流泄放﹐從而保護二級關(guān)和其它晶體管﹐它們的響應時(shí)間一般在微毫秒級 。

　　LED驅動(dòng)電路圖

　　編輯點(diǎn)評：上圖濾波電容C2﹑C3的耐壓根據負載電壓而定﹐一般為負載電壓的1.2倍，其電容容量視負載電流的大小而定?，F在國際市場(chǎng)上國外客戶(hù)對LED驅動(dòng)電源的效率轉換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數，LED驅動(dòng)電源整個(gè)系統設計中尤為重要。