一般單顆LED的導通電壓紅黃光在2.4V左右,藍綠光在3.6V左右; 但做成照明LED成品,它可能用在直流12V,或者交流100V~240V的電源上,自然需要提供一個恒流或者恒壓的電源作為驅動,一個良好的電源驅動可以提高照明LED產品的壽命(即光衰)。 LED 驅動電路除了要滿足安全要求外,另外的基本功能應有兩個方面,一是盡可能保持恒流特性,尤其在電源電壓發生±15%的變動時,仍應能保持輸出電流在±10%的范圍內變動。二是驅動電路應保持較低的自身功耗,這樣才能使LED 的系統效率保持在較高水平
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如圖1所示的驅動電路是采用反饋電壓進行LED亮度控制的,而如圖2所示的電路是采用PWM信號控制白光LED的亮度的。在如圖2所示電路中,IC的EN端子是可使開關變換器做ON/OFF模式運行的端子,如果對EN端子施加PWM信號,白光LED會以某種速度做ON/OFF模式運行,進而實現LED亮度的控制,此電路的Tcl輸出信號需經A/D變換器轉換為數字信號。利用PWM信號控制白光LED的亮度時,白光LED的平均電流/LED(ave)可按下式計算。
圖1 利用周圍照度控制LED亮度的驅動電路
圖2 利用PWM信號控制LED亮度的驅動電路
式中,ILED(max)為開關變換器的最大輸出電流;SDUTY為PWM信號的占空因子(%)。
如圖3所示為NJU6502 IC電路的方塊圖,NJU6502 IC由開關變換器、晶體管輸入電路、晶體管輸入電路、A/D變換器、PWM控制器,以及可從微控器設定內部阻抗值與工作模式的串行接口構成。NJU6502IC內部共有8個設定電阻,每個電阻都可任意設成6位。可通過利用環境照度檢測晶體管Tcl產生的輸入電壓來選擇各電阻,以實現由64階的其中任意8階控制白光LED的亮度。 圖3 NJU6052 IC的電路方塊圖 采用由NJU6052 IC構成的白光LED驅動電路如圖4所示。路中,NJU6052 IC實現升壓與亮度控制功能所需的外置元件非常少。光LED驅動電路中的各元件參數取決于下列條件。 圖4 利用NJU6052lIC構成白光LED驅動電路 ①負載阻抗RL。由于內部基準電壓UREF為0.6V,因此負載阻抗RL可按下式計算。 ②內部振蕩器的電容量Cx。內部振蕩器的電容量Cx,可利用如圖5所示的坐標圖求得。由于振蕩頻率fosc介于350~500kHz之間,因此內部振蕩器的電容量Cx可在47~68pF之間選取。 圖5 Cx與fosc的關系 ③L1的電感值。L1的電感值可按下式計算。 式中,UOUT為開關變換器的輸出電壓;UIN為輸入電壓;ILIMTT為內部開關的電流限制值(720mA);η為變換器效率(0.7~0.8)。
④二極管的選用。二極管的額定電流與反向耐壓在選擇時要留有一定的裕度,其具體參數應根據開關變換器的輸出電壓和電流選擇。二極管的正向電壓越低,開關的速度越快,轉換效率就越高。
⑤輸入、輸出電容器的選用。輸入端可選用陶瓷電容器,布局設計時電容器應盡量靠近IC。基于抑制波紋電壓等考慮時,輸出電容應選用低ESR值的電容。
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