《電子技術應用》
您所在的位置:首頁 > 嵌入式技術 > 解決方案 > LED調光引擎:開關式LED調光驅動器的8位MCU解決方案

LED調光引擎:開關式LED調光驅動器的8位MCU解決方案

2018-07-30
關鍵詞: LED 8位微控制器 調光

開關式可調光LED驅動器具有顯著的性能并可以精準控制LED電流,也具有調光功能,這使終端用戶在降低功耗的同時制作很好的燈光效果。

本文引用地址: http://power.21ic.com//led/technical/201807/74924.html

8位微控制器可以提供必要的構件用來通信、定制和智能控制,核心獨立外設集成比單純的模擬或ASIC集成電路能提供更大的靈活性,并能改進擴大發光產品的產能并避免同質化。具有預測故障維修、能量監測、顏色和溫度維修、遠程通信控制的高級特性,這使得智能照明解決方案更具吸引力。

盡管LED驅動器比之前的照明方案提供很多優勢,在實際應用中還存在一些小問題,通過本系列的文章我們將了解8位MCU如何消除這些小問題,從而制作出比之前的傳統方案產能更大的高性能開關式LED驅動方案。

8位微控制器可以單獨用來控制最多4個LED通道,這是現成的大多數LED驅動控制器所不具備的,在圖1,LED調光引擎可以通過微控制器外設中制作出來,這些引擎有獨立的閉流路來控制開關式功率變換器,帶有最小化的CPU介入,這使得CPU可以專門運行其他重要任務比如監視功能、通信或其他的系統智能。  開關式可調光LED驅動器具有顯著的性能并可以精準控制LED電流,也具有調光功能,這使終端用戶在降低功耗的同時制作很好的燈光效果。

8位微控制器可以提供必要的構件用來通信、定制和智能控制,核心獨立外設集成比單純的模擬或ASIC集成電路能提供更大的靈活性,并能改進擴大發光產品的產能并避免同質化。具有預測故障維修、能量監測、顏色和溫度維修、遠程通信控制的高級特性,這使得智能照明解決方案更具吸引力。

盡管LED驅動器比之前的照明方案提供很多優勢,在實際應用中還存在一些小問題,通過本系列的文章我們將了解8位MCU如何消除這些小問題,從而制作出比之前的傳統方案產能更大的高性能開關式LED驅動方案。

8位微控制器可以單獨用來控制最多4個LED通道,這是現成的大多數LED驅動控制器所不具備的,在圖1,LED調光引擎可以通過微控制器外設中制作出來,這些引擎有獨立的閉流路來控制開關式功率變換器,帶有最小化的CPU介入,這使得CPU可以專門運行其他重要任務比如監視功能、通信或其他的系統智能。

ff1af35f5d25581e0da3c5dd26321d44.jpg

 

 

圖1:8位Microchip微控制器PIC16F1779控制的4個LED發光二極管串電路圖

在圖2,LED驅動器基于電流模式的升壓轉換器,由LED調光引擎控制,該引擎主要包括核心獨立外設(CIP)比如互補輸出發生器(COG)、數位訊號調變器(DSM)、比較器、可編程斜坡發生器(PRG)、運算放大器(OPA)、脈沖寬度調制器3(PWM3)。片上外設比如固定電壓穩壓器(FVR)、數字模擬轉換器(DAC)、捕捉/比較/PMW(CCP), 這些核心獨立外設(CIP)與片上外設結合起來形成整個引擎。COG提供高頻轉換脈沖給MOSFET Q1用來對LED發光二極管串進行轉能和供電,CCP設定COG輸出的切換時間,占空比用來保持LED恒定電流并取決于比較器輸出,當電壓通過Rsense1超出PRG模塊的輸出時比較器產生輸出脈沖,PRG的輸入來自OPA在反饋電路的輸出,當占空比大于50%時PRG作為斜坡補償器而抵消固有的次諧波振蕩。

36d81d26c292e66eede08a49e29036f6.jpg

 

 

圖2:LED調光引擎

帶有Type II補償器的運算放大器(OPA)模塊作為帶有誤差信號放大器(EA),固定電壓穩壓器(FVR)作為數字模擬轉換器(DAC)的輸入提供參考電壓給基于LED恒定電流參數的運算放大器(OPA)的同相輸入。

為實現調光,脈沖寬度調制器3(PWM3)作為捕捉/比較/PMW(CCP)輸出的調節器驅動MOSFET Q2快速開關LED ,調節可以通過數位訊號調變器(DSM)模塊實現,調節的輸出信號供給互補輸出發生器(COG)。脈沖寬度調制器3(PWM3)提供帶有可變占空比的脈沖控制驅動器的平均電流從而控制LED的亮度。

LED調光引擎除了實現傳統的LED驅動控制器的功能,還可以解決LED驅動器產生的傳統問題,現在我們來看如何使用LED調光引擎解決這些傳統的問題。

閃爍變化可能是傳統的開關式調光LED驅動器會產生的問題,閃爍變化要按照人們的需求進行,為避免閃爍變化而實現平穩的調光效果,驅動器必須將調光步驟伴隨著連續流動的效果從100%的高光水平一直降到低光水平,由于LED會瞬間響應電流的變化而沒有阻尼效應,因此LED驅動器必須具有足夠的調光步驟從而在視覺上察覺不到變化,為達到這種需求,LED調光引擎采用脈沖寬度調制器3(PWM3)控制LED的調光,脈沖寬度調制器3(PWM3)有16位的分辨率,占空比從100%到0有65536個步驟,這保證了光水平的平穩過渡。

LED色溫變化

LED驅動器也可以調節LED的色溫,這種顏色變化可以被人們察覺并衰減LED的高光補償。圖3是傳統的脈沖寬度調制器(PWM)LED的調光波形,LED關閉時,LED的電流由于輸出電容的遲緩放電而逐漸減小,這可以引起LED色溫的變化和更高的功耗。

4a69c9edce4079971c9eaabaaa29fbfd.jpg

 

 

圖3:LED調光波形

輸出電容的遲緩放電可以使用負荷開關消除,比如在圖2,電路使用Q2作為符合開關,LED調光引擎同時關閉互補輸出發生器(COG)脈沖寬度調制器(PWM)的輸出和Q2從而切斷減幅電流使LED快速關閉。

電流調峰

當使用開關式整流器驅動LED時,反饋電路是用來配置LED電流,然而在調光時如果操作不當則反饋電路能產生電流調峰(見圖3),再看圖2,當LED開啟時,電流被傳輸給LED,通過Rsense2的電壓供給了誤差信號放大器(EA)。當LED關閉時,沒有電流傳輸給LED,Rsense2的電壓變為0。在這個調光時的斷電時間,誤差信號放大器(EA)的輸出增加到最大值并使誤差信號放大器(EA)的補償網絡過度充電。當調節的PWM再次開啟,在高峰值電流傳輸給LED使其恢復之前還需要幾個周期,此電流調峰會縮短LED的使用壽命。


本站內容除特別聲明的原創文章之外,轉載內容只為傳遞更多信息,并不代表本網站贊同其觀點。轉載的所有的文章、圖片、音/視頻文件等資料的版權歸版權所有權人所有。本站采用的非本站原創文章及圖片等內容無法一一聯系確認版權者。如涉及作品內容、版權和其它問題,請及時通過電子郵件或電話通知我們,以便迅速采取適當措施,避免給雙方造成不必要的經濟損失。聯系電話:010-82306118;郵箱:aet@chinaaet.com。
主站蜘蛛池模板: 在线看成人 | 国产欧美成人一区二区三区 | www.日韩在线观看 | 成人精品视频一区二区三区尤物 | 123日本不卡在线观看 | 青草青青在线视频 | 美国俄罗斯毛片一区二区 | 狠狠色狠狠色综合系列 | 这里只有精品在线播放 | 久久综合九色综合97小说 | 草色在线 | 欧美成人 一区二区三区 | 99在线公开免费视频 | 一级aaaaaa片毛片在线播放 | 久艹在线观看 | 欧美日韩aa一级视频 | 国产成人免费永久播放视频平台 | 国产一级一片免费播放刺激 | 中文天堂在线最新2022更新 | 青草福利视频 | 波多野结衣中文字幕一区二区三区 | 日日摸夜夜添夜夜添成人 | 中国美女一级a毛片录像在线 | 韩国伦理在线免费观看 | 手机看片久久 | 天堂va在线高清一区 | 超薄肉色丝袜精品足j福利 超级碰人人 | 黄色片视频在线免费观看 | 伊人网中文字幕 | 亚洲人成绝费网站色ww | 欧美在线黄色 | 亚洲国产成人精彩精品 | 99热精品国产麻豆 | 国产一区二区三区在线看片 | 午夜影院在线观看视频 | 26uuu欧美日本 | 亚洲无线一二三四区 | 欧美中文字幕无线码视频 | 在线精品国产成人综合第一页 | 亚洲一区二区三区在线网站 | 国产精品天天操 |