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led背景知识  近年来,led逐渐成为一种可行的新兴光源,它们已经不再仅仅用作电子设备的“状态指示灯”。技术进步使得led的发光效率通常可达白炽灯的三倍多,此外,led还非常耐用,寿命超过上万小时。  针对照明应用的大功率led要采用恒流源驱动,一些标准驱动电流常常用在不同led生产商的产品中,其中,350ma和700 ma最为常见。根据串联结的类型和数量,led两端的正向压降可能不同。许多生产厂商的大功率led产品都在单个模块中集成了多个结。  驱动led的一种简单方法是采用串联电阻来限制电流。线性稳压器或运算放大器也可连接成恒流配置。然而,此类线性方法无法在所需要的功率水平下提供足够的效率。  开关电源(smps)为led驱动提供了效率更高的解决方案,它可以将输入电压升/降至适当的电平,从而提供所需要的led电流。系统输入电压范围以及所需要的led正向压降决定了对smps拓扑结构的选择。  降压-升压转换器  当供电电压高于或低于需要的输出电压时,使用降压-升压转换器结构。对于电池应用来说,降压-升压转换器非常有用。降压-升压结构还称为反激式(fly-back)变压器或逆变稳压器。  降压-升压转换器可按图1的方式实现。这种实现方案的优点是可使用简单的低端mosfet驱动器电路,它的拓扑结构将产生相对于输入电压轨的正电压,这一降压-升压实现方案的缺点是负载并未以电路地为基准。  采用pic16hv785的电路实现方案  图2显示了led驱动电路的简单设计方案,其中采用了一片混合信号高电压8位单片机,如pic16hv78该电路的输出相对于电池电压,而非地电位。逆变器的输出连接到led的阳极,产生的电压值高于输入电压。  pic16hv785混合信号单片机集成了一个8位单片机内核和多个片上模拟外设,包括:  一个高速双相位pwm电路,对于开关电源的电流模式控制非常适合。  两个片上运放,可用于放大电流检测电阻两端的电压。这样可以采用极小阻值的检测电阻,从而可以降低电路损耗并提高电路的总效率。  一个高电压分流稳压器,在输入电压更高时也不需要外部5v稳压器。  一个数字捕捉、比较和pwm(ccp)模块。  两个模拟比较器。  一个10位a/d转换器。  内部时钟电路,工作频率8mhz。  一个内部精确电压参考源,不需要昂贵的外部器件。  一个可编程欠压复位(bor)电路。  运放和比较器的所有引脚都可以通过外部访问,因此可以实现任意电路配置。  电流检测电路  电流检测运放连接成差分放大器,以精确测量电流、检测电阻两端的电压。为简化电路要求,在电源返回路径上进行电流测量。r1、r2和c1构成一个低通滤波器,用来降低可能存在的开关噪声。为避免影响控制环的响应,该滤波器的截止频率必须大于电压转换器的开关频率。  稳流电路  稳定led电流流量的电路由双相位pwm模块、内部比较器和一个参考电压源构成。双相位pwm模块是按置位/复位原理工作的“模拟”式pwm模块。首先,从系统时钟产生的一个时钟信号用来周期性地开启pwm输出。pwm时钟信号确定基本的pwm频率。然后,当达到指定的参考电平时,来自一个片上比较器的复位信号会关断pwm输出。  放大后的电流信号内部连接到pic16hv785中比较器1的正输入端。pwm模块使用pic16hv785 器件中的捕捉比较外设(ccp1)来产生比较器所需要的参考电压。采用pwm可以更精细地控制比较器参考电压。利用rc滤波器对pwm信号进行滤波,从而获得一个模拟电压并将它输送给比较器的负输入端。  软件实现方案  这一应用的软件部分非常简单,因为led电流控制功能是采用模拟方式完成的。一旦所有外设被设为使能,并且正确设置了电流参考值,那么不需要软件干预,led就会持续发光。  然后,应用程序代码可以测量供电电压(利用片上集成的10位a/d转换器)和供电电流,从而保证驱动led工作在恒定功率模式。随着电池输入电压的变化,d/a电路(采用ccp外设实现)将产生新的参考电压值进行补偿。  设置led亮度  由于单片机内核在稳定功率方面仅需要花费很小一部分时间,因此更多的时间可用于用户界面以及提供更多功能,如电池状态监控和亮度控制。利用这一电路及软件调整led亮度有两种方法。其中一种

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