當(dāng)前位置:首頁(yè) > 電源 > 電源-LED驅(qū)動(dòng)
[導(dǎo)讀]引言典型應(yīng)用中,通過(guò)串口向LED驅(qū)動(dòng)器發(fā)送指令改變相應(yīng)LED的寄存器值進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。用于亮度控制的數(shù)據(jù)通常為4位至8位,對(duì)應(yīng)于16至256個(gè)亮度等級(jí);有些Maxim的LED驅(qū)動(dòng)器的亮

引言

典型應(yīng)用中,通過(guò)串口向LED驅(qū)動(dòng)器發(fā)送指令改變相應(yīng)LED的寄存器值進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。用于亮度控制的數(shù)據(jù)通常為4位至8位,對(duì)應(yīng)于16至256個(gè)亮度等級(jí);有些Maxim的LED驅(qū)動(dòng)器的亮度控制則通過(guò)調(diào)整漏極開路LED端口的恒定吸入電流大小來(lái)實(shí)現(xiàn)。

該應(yīng)用筆記討論如何在LED恒流驅(qū)動(dòng)器上加入PWM亮度調(diào)節(jié),通過(guò)控制LED電源的通、斷調(diào)節(jié)亮度。也可以通過(guò)刷新數(shù)據(jù)位仿真外部PWM亮度控制。內(nèi)置PWM的LED驅(qū)動(dòng)器也可以通過(guò)外部PWM實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié),只要PWM信號(hào)的外部時(shí)鐘可以同步。

PWM仿真

按照一定周期向LED驅(qū)動(dòng)器發(fā)送開/關(guān)控制信號(hào),可以仿真PWM亮度調(diào)節(jié)的效果。因?yàn)長(zhǎng)ED數(shù)據(jù)接口的傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PWM信號(hào)的頻率,可以使用微控制器或FPGA (現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列)很容易地仿真PWM調(diào)光方式。PWM開關(guān)頻率、數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)鐘頻率和PWM亮度等級(jí)之間的關(guān)系如式1所示:

 

 

其中,fCLOCK為數(shù)據(jù)接口的時(shí)鐘頻率,fPWM為PWM頻率,nPORT為控制端口數(shù),nLEVEL為亮度等級(jí)。

在該項(xiàng)技術(shù)中,PWM仿真數(shù)據(jù)由控制器連續(xù)發(fā)送到LED的每個(gè)端口,每個(gè)端口1位。所有端口更新一次即為PWM的一個(gè)臺(tái)階。從索引值1開始重復(fù)仿真PWM臺(tái)階,直至索引值等于設(shè)定的亮度等級(jí),形成一個(gè)PWM周期。例如,如果亮度等級(jí)為256,每個(gè)端口刷新數(shù)據(jù)256次構(gòu)成一個(gè)PWM周期。如果對(duì)應(yīng)端口的亮度等級(jí)高于PWM仿真臺(tái)階的索引值,數(shù)據(jù)為1;否則數(shù)據(jù)為零。只要LED保持點(diǎn)亮狀態(tài),則始終重復(fù)PWM仿真周期。

該P(yáng)WM仿真控制可以由下列C程序?qū)崿F(xiàn):

 

 

PWM仿真技術(shù)適用于MAX6968和MAX6969。MAX6968為8端口LED恒流驅(qū)動(dòng)器,數(shù)據(jù)接口傳輸速率可達(dá)25Mbps;MAX6969是MAX6968的16端口版本。利用這一方法可以實(shí)現(xiàn)16位或65,536級(jí)亮度控制,MAX6968的PWM頻率可以設(shè)置在47Hz,MAX6969的PWM頻率可以設(shè)置在24Hz。如果只要求12位的亮度控制分辨率,對(duì)應(yīng)的PWM頻率可以分別設(shè)置在752Hz和376Hz。PWM仿真技術(shù)無(wú)需對(duì)電路進(jìn)行任何修改即可實(shí)現(xiàn)每個(gè)驅(qū)動(dòng)口的亮度控制。

LED電源的開關(guān)控制

通過(guò)對(duì)LED電源進(jìn)行開、關(guān)控制也可以實(shí)現(xiàn)LED的PWM亮度調(diào)節(jié)。圖1所示電路利用PWM控制電源為L(zhǎng)ED提供額外的亮度調(diào)節(jié)。微處理器向LED驅(qū)動(dòng)器發(fā)送I²C命令產(chǎn)生PWM信號(hào),PWM波形可以由軟件控制。這種方式適用于具有恒流LED端口,但沒(méi)有內(nèi)部亮度調(diào)節(jié)功能的MAX6969,以及帶有可調(diào)節(jié)恒流LED端口的MAX6956。該方案通過(guò)一個(gè)晶體管控制PWM信號(hào)的占空比,達(dá)到亮度調(diào)節(jié)的目的。LED亮度可由微處理器通過(guò)LED驅(qū)動(dòng)器間接地控制,也可以由晶體管直接控制。以MAX6956為例,恒流驅(qū)動(dòng)與PWM占空比調(diào)節(jié)相結(jié)合,無(wú)需任何其它電路介入。

 

 

圖1. 采用PWM控制LED電源實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)

圖2所示電路采用MOSFET晶體管作為開關(guān)器件,有助于提高效率。

 

 

圖2. 功率MOSFET作為開關(guān)器件

利用下式計(jì)算外部晶體管的功耗:

 

 

其中,tRISE為晶體管的上升時(shí)間,tFALL為晶體管的下降時(shí)間,T為PWM周期,tON/T為PWM亮度等級(jí),I為L(zhǎng)ED總電流,RON為晶體管的導(dǎo)通電阻。[!--empirenews.page--]

式2給出了晶體管開關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗之和,開關(guān)損耗由開/關(guān)時(shí)間決定。當(dāng)晶體管閉合或斷開時(shí),在晶體管兩端電壓從零上升到VLED的過(guò)程中,或者是在反方向變化時(shí),幾乎所有電流流過(guò)晶體管。

使用高速開關(guān)晶體管時(shí),上升時(shí)間和下降時(shí)間通常為50ns。對(duì)于周期(T)為1/1000秒的PWM、LED電壓(VLED)為5.5V、LED總驅(qū)動(dòng)電流為200mA時(shí),晶體管總功耗為:

 

 

若晶體管導(dǎo)通電阻為0.1Ω,則晶體管在最高亮度時(shí)的導(dǎo)通功耗為:

 

 

從式4可以看到,合理選擇高速開關(guān)晶體管,能夠?qū)p耗降至最小。

主控與各端口的分層控制

有些LED驅(qū)動(dòng)器的PWM亮度控制可以通過(guò)主控與各端口之間的分層控制實(shí)現(xiàn)。例如,MAX6964、MAX7313、MAX7314、MAX6965、MAX7315和MAX7316。如圖3所示,各端口的PWM亮度控制波形重復(fù)多次。每重復(fù)一次相當(dāng)于一次主機(jī)控制。由此,如果主機(jī)控制15級(jí)亮度調(diào)節(jié),則控制波形重復(fù)15次。LED驅(qū)動(dòng)器各端口的控制信號(hào)決定了波形的占空比。主控信號(hào)決定控制波形的重復(fù)次數(shù)。比如:某個(gè)端口的占空比為3/16,主控設(shè)置為4/15。波形的導(dǎo)通時(shí)間占整個(gè)周期的3/16,波形在全部15個(gè)時(shí)隙的前4個(gè)時(shí)隙重復(fù)。

 

 

圖3. 主控和各端口的PWM亮度分層控制

遺憾的是,一個(gè)MAX6964的主控信號(hào)不能與另一MAX6964的端口信號(hào)相組合,以構(gòu)成多芯片鏈路機(jī)制。因?yàn)?,多個(gè)MAX6964之間無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步;每個(gè)端口的PWM控制導(dǎo)通時(shí)間不能與主控制器亮度調(diào)節(jié)信號(hào)的通/斷時(shí)間窗口保持一致。如果時(shí)鐘信號(hào)的邊沿?zé)o法對(duì)齊則無(wú)法同步控制亮度,LED會(huì)變暗。由于時(shí)鐘之間的相位偏差,也會(huì)導(dǎo)致LED周期性地閃爍(通、斷)。

分層PWM亮度調(diào)節(jié)方案可以通過(guò)LED驅(qū)動(dòng)器避免閃爍問(wèn)題,適用于MAX7302等具有時(shí)鐘同步機(jī)制和較寬的時(shí)鐘頻率范圍的器件。圖4給出了利用兩片MAX7302和開關(guān)晶體管實(shí)現(xiàn)PWM亮度分層控制的典型電路。

 

 

圖4. 利用兩片MAX7302實(shí)現(xiàn)PWM亮度分層控制

其中一片MAX7302的輸出端口連接在LED的陰極,每路輸出端口作為一個(gè)獨(dú)立的亮度控制端口。另一片MAX7302的輸出通過(guò)外部晶體管連接在LED的陽(yáng)極,這一MAX7302作為亮度主控制器。每個(gè)端口的亮度控制由外部1MHz高頻時(shí)鐘驅(qū)動(dòng),這是MAX7302工作時(shí)鐘的上限。例如,將一個(gè)端口的亮度等級(jí)設(shè)置為15/33時(shí),P2亮度控制端口輸出作為主控制器的時(shí)鐘輸入。得到的主控制器等效時(shí)鐘頻率約為1000000/33 = 30kHz。該應(yīng)用實(shí)例中,每個(gè)亮度控制端口可以用于調(diào)節(jié)RGB LED的顏色,而主控制器用來(lái)調(diào)節(jié)亮度。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國(guó)汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來(lái)越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來(lái)越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對(duì)日本游戲市場(chǎng)的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽(yáng)舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國(guó)國(guó)際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語(yǔ)權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對(duì)環(huán)境變化,經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤(rùn)率延續(xù)升勢(shì) 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長(zhǎng) 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營(yíng)商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國(guó)電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng) NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長(zhǎng)三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱"軟通動(dòng)力")與長(zhǎng)三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉