如何设计一个基于微控制器的三通道LED驱动器

LEDS提供了一种与传统照明形式不相匹配的灵活性和效率组合,并且正在建筑和舞台照明应用中被采用,因为它们从小型包装中发出高度可靠、持久的光。然而,每个照明应用都是独一无二的,因为每个营销部门都在不同的功能中找到价值。

设计师们不再依靠专门的集成电路来实现LED的综合控制,而是转向可编程的混合信号微控制器,这些微控制器集成了必要的外围设备,包括脉冲宽度调制器、通信接口、放大器、比较器和数据转换器。

复杂的功能,如可调光的巴克转换器,通过结合上面描述的一些外围设备是可以控制的。用于快速驱动应用的巴克转换器被要求成为当前模式调节器,因为LED是当前模式设备。LEDVI(电压对电流)曲线显示,向前的微小变化 电压 会对电流产生指数效应。因此,在任何 司机 环行 代表着潮流。

此外,由于发光二极管的颜色和强度被制造商定在特定的前置电流水平上,所以使用恒流。这些属性非常重要,因为它们被用作维持与整体系统规范一致性的值。

一种典型的LED系统, 图1 ,将有一个通信接口,不同颜色的LED,每个颜色代表一个通道,某种智能,和一个恒流驱动器为每个通道。

图1:系统框图

通信接口可以是从标准照明协议,如DMX512或达利,到之比或无线USB。智能是由一个内置模拟数字转换器(ADC)和激光缩小外围设备的单片机提供的。ADC监控系统的变量,如温度、LED电流和色彩混合任务。驱动器为通道中的每一个LED提供恒流.驱动程序的复杂性和质量决定了驱动程序的价格。

磁滞控制器

将LED驱动器集成到微控制器中,可以减小整个系统解决方案的尺寸。然而,目前很少有现成的设备可以将开关的大功率部件包括在一起。 电力供应 (SMPS)具有单片机的智能。或者,使用可编程混合信号资源,将SMPS的反馈和控制电路纳入单片机。标准作业程序 拓扑学 对于这样的设计,使用了一种电流模式控制的滞滞式转换结构,如 图2 .

图2:磁滞控制器

在启动时,通过电感器的电流增加,直到比较器正输入的电压大于比较器负输入的电压。之后,转换器充当自由运行的振荡器,电流在两级之间充电和放电,如图所示: 图3 .

图3:理想的LED电流波形

我的水平 高的 我也是 第 低由分流电阻设置,两个反馈电阻R 在…中 和R 海斯特 ,并使用下面的公式输出电压。你可以看到选择更大的R 海斯特 数值导致高阈值和低阈值之间的差异较小。

充电阶段( 图4A 当pfet打开,电感器开始充电时启动。比较器通过测量分流电压来监测电感电流。排放阶段( 图4B 当起点一开始 高的 已到达。

图4:巴克变换器的充电(a)和放电(b)阶段

在放电阶段,电流通过自由旋转二极管,保护电路组件不受感应回弹,并保持LED上。当LED中的电流穿过I值时,充电阶段再次启动。 低的 .

转换器在充电阶段启动,直到电感电流达到Ith_高阈值。到达这个阈值所需的时间叫做上升时间,T 起来 ,并取决于输入电压及电感值:

在哪里 F 是串LED的正电压。

由于电感在上述方程的分子中,上升时间与电感值成正比。短上升时间对于调光很重要,因为小脉冲宽度允许使用高分辨率调制器,但这并不是使用小电感值的唯一原因。小价值电感,具有可比较的额定电流,在物理上较小和便宜的大价值电感,因为他们可以处理更多的电流在同样大小的包装与大价值电感。