基于低成本微處理器的高亮度LED控制解決方案

選擇適當(dāng)?shù)奈?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/控制">控制器用于恒流HBLED控制

開(kāi)關(guān)模式電源（SMPS）要求準(zhǔn)確的開(kāi)關(guān)頻率和占空比，PWM信號(hào)抖動(dòng)會(huì)反映在輸出電壓，進(jìn)而反映在HBLED強(qiáng)度中。同時(shí)，為了節(jié)省感應(yīng)器成本和電容器大小，必須將開(kāi)關(guān)頻率提高為數(shù)萬(wàn)赫茲。模數(shù)轉(zhuǎn)換器分辨率和通道可用性，對(duì)于隨時(shí)監(jiān)測(cè)和控制HBLED電流和電壓也很重要。

為了實(shí)現(xiàn)HBLED恒流控制，S08MP16測(cè)量反映在電流檢測(cè)電阻里的HBLED燈串電流，這個(gè)電阻與HBLED燈串進(jìn)行串聯(lián)。 S08MP16嵌入式12位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以使用小電阻值，功耗極小。此外，通過(guò)使用ADC和電阻分壓器，可以測(cè)量過(guò)流和過(guò)壓情況下的SMPS輸出電壓及診斷開(kāi)放負(fù)荷。

圖3 嵌入式PID控制框圖

為了控制開(kāi)關(guān)式電源頻率和占空比，可以使用FlexTimer（FTM）模塊;在適合汽車版本中使用高達(dá) 40MHz的定時(shí)器操作頻率，可以生成高頻率和高分辨率的脈沖寬度調(diào)制（PWM），每個(gè)燈串上可與更多HBLED一起操作，在進(jìn)行小型操作時(shí)不會(huì)出現(xiàn)HBLED強(qiáng)度不穩(wěn)定的情況。此外，可編程時(shí)延模塊（PDB）用于在該應(yīng)用程序中，可以將ADC讀數(shù)與PWM 切換頻率同步，從而確保只有在ON(開(kāi))狀態(tài)下電流出現(xiàn)穩(wěn)定時(shí)才會(huì)顯示ADC讀數(shù)。

如何計(jì)算八位微控制器的恒流控制算法

在大部分情況下，簡(jiǎn)單的控制回路就能確保HBLED的正確驅(qū)動(dòng)；借助閉環(huán)控制，該模塊能補(bǔ)償電池電壓、溫度或在開(kāi)環(huán)中可能影響到HBLED電流的任何其他參數(shù)變化。

進(jìn)行恒流控制時(shí)，該模塊提供在規(guī)定電壓保持HBLED燈串所需的電壓，這也使得每個(gè)燈串上的HBLED數(shù)目可以靈活設(shè)置，不需要進(jìn)一步的校準(zhǔn)和硬件更改。

要在8位微控制器中集成控制回路，應(yīng)避免使用浮點(diǎn)庫(kù)；在本例中，可以使用16位變量來(lái)完成計(jì)算。

結(jié)論

要驅(qū)動(dòng)HBLED很簡(jiǎn)單，但要在不提高成本的情況下高效、可靠地驅(qū)動(dòng)HBLED，則沒(méi)那么簡(jiǎn)單。而使用8位低成本微處理器，只要它有正確的外設(shè)，就可以節(jié)省成本，并能高效、可靠地驅(qū)動(dòng)HBLED。硬件和固件設(shè)計(jì)對(duì)于確保HBLED應(yīng)用在模塊預(yù)期的使用周期期內(nèi)表現(xiàn)出預(yù)期的性能至關(guān)重要。

盡管本文的設(shè)計(jì)針對(duì)的是汽車應(yīng)用，但這些概念和解決方案可以在使用HBLED的許多其他工業(yè)和消費(fèi)電子應(yīng)用中使用。