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隨著能源危機(jī)的到來(lái),高效的照明技術(shù)引起了廣泛的關(guān)注。發(fā)光二極管led(Light EmitTIng Ddiode)使用半導(dǎo)體PN結(jié)或類似結(jié)構(gòu)將電能轉(zhuǎn)化為光能設(shè)備,以其高效、低功耗、低壓驅(qū)動(dòng)、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于各種消費(fèi)電子產(chǎn)品手機(jī)等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域PDA、液晶電視的背光光源等。LED是傳統(tǒng)白熾燈的理想替代方案,前者的壽命和效率遠(yuǎn)高于后者,與緊湊型熒光燈泡不同LED能在低溫下工作。LED照明電路的使用性能和適用范圍將介紹具有成本優(yōu)勢(shì)的高亮度白光LED(HBLED)調(diào)光方法。
對(duì)于HBLD在高照度工作條件下,導(dǎo)通電壓高達(dá)3~5 V,工作電流可達(dá)0.15~3 A。LED發(fā)光亮度和流過(guò)LED正電流的大小基本成正比,所以LED應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一是提供適合其特性的電源或驅(qū)動(dòng)電路。LED有兩種基本的調(diào)光方法。第一種是PWM(脈沖寬度調(diào)制)調(diào)光方法大于200 Hz以0%~100%的不同比例導(dǎo)通和關(guān)閉某些頻率LED。導(dǎo)通期間LED滿電流工作,而關(guān)斷期間LED沒(méi)有電流,可以保證顏色的一致性。第二種方法是控制流經(jīng)LED串的電流可能會(huì)導(dǎo)致LED串的電壓下降,造成輕微的色差。但是,如果觀察調(diào)光器打開時(shí)工作的白熾燈,也會(huì)看到明顯的顏色變化。
高亮度白光二極管通常由恒流電源驅(qū)動(dòng)。LED如果逐漸變熱,電壓降會(huì)降低,如果LED如果串由恒壓電源供電,電源往往會(huì)繼續(xù)提供過(guò)多的電流,增加輸出電壓,直到電源達(dá)到電流限值或LED失效。脈寬調(diào)制方式是用較高的頻率開關(guān)LED,開關(guān)頻率超出了人們通常能察覺(jué)到的范圍,給人一種感覺(jué)LED總亮的假象,現(xiàn)在一般采用脈寬調(diào)制的方進(jìn)行調(diào)
整LED的亮度,在某些應(yīng)用中,調(diào)光比可達(dá)5 000:1,常用的LED驅(qū)動(dòng)有降壓型(Buck)、升壓型(Boost)、升降壓型(Buck~Boost)等3種。LM3402是一種由可控電流源衍生的降壓穩(wěn)壓器。輸入電壓范圍涵蓋整個(gè)汽車應(yīng)用領(lǐng)域,內(nèi)置MOS最多可驅(qū)動(dòng)5根管子LED,性價(jià)比高,接受領(lǐng)域廣,線路簡(jiǎn)潔實(shí)用,是眾多LED驅(qū)動(dòng)IC中間的佼佼者。
1、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
1.1 總體結(jié)構(gòu)
由于單個(gè)HBLED發(fā)光效率不能完全滿足亮度要求,因此需要使用多個(gè)LED組成陣列,1個(gè)LM由3402對(duì)5個(gè)高亮度發(fā)光二極管組成的串(HBLE-Ds)恒流驅(qū)動(dòng),接受微處理器P89LPC932的PWM脈寬調(diào)節(jié)控制可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),流過(guò)每一個(gè)HBLEDs電流約為120~350 mA。
1.2 人機(jī)界面
操作面板上有3個(gè)按鈕(關(guān)閉、調(diào)亮、調(diào)暗按鈕)和4個(gè)普通發(fā)光二極管指示燈。按下關(guān)閉按鈕,熄滅高亮度發(fā)光二極管串HBLEDs,再次按下此按鈕,可回到原亮度顯示狀態(tài),斷電或重啟也可回到設(shè)定亮度狀態(tài);調(diào)亮和調(diào)暗按鈕用于改變HBLEDs亮度對(duì)應(yīng)4個(gè)指示燈,其中每個(gè)指示燈有亮暗2級(jí)指示,可指示8檔亮度。
1.3 驅(qū)動(dòng)電路
整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路LED調(diào)光電路的核心主要由一個(gè)微處理器組成P89LPC932和LM由2402恒流穩(wěn)壓電路組成。LM3402是一種由可控電流源衍生的降壓穩(wěn)壓器,可驅(qū)動(dòng)串聯(lián)大功率、高亮度發(fā)光二極管串,可接受*2V輸入電壓。使用引腳兼容時(shí)LM3402HV輸入電壓的上限可達(dá)75V。調(diào)整轉(zhuǎn)換器的輸出電壓,以維持通過(guò)LED只要陣列的恒定電流水平。HBLEDs組合前饋電壓不得超過(guò)Vo(MAX),電路可以保持任何數(shù)量LED調(diào)節(jié)電流不變。LM典型的3402應(yīng)用電路示意,其中RSNS為電流設(shè)置電阻,平均電流IF