LED驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)電路模塊深度解析 —電路圖天天讀（195）

　　LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件，又具有負(fù)溫度特性，因而在應(yīng)用過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù)，從而產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)的概念。LED器件對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是2～3伏的低電壓驅(qū)動(dòng)，必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路，要配備不同的電源適配器。

　　本文詳細(xì)的解析了高電壓脈沖寬度調(diào)制（PWM）LED驅(qū)動(dòng)器控制器電路圖，對(duì)每一個(gè)元器件都進(jìn)行了講解。

　　電路模塊解析：1、開(kāi)機(jī)輸入浪涌電流限制電阻；2、為一款逐流無(wú)源功率因數(shù)校正（PPFC）電路，通過(guò)擴(kuò)展交流輸入市電整流二極管的導(dǎo)通角來(lái)改善電路的功率因數(shù)，較有源功率因數(shù)校正電路（APFC）具有造價(jià)低的優(yōu)點(diǎn)；3、濾波電容，當(dāng)整流交流輸入接近零交越時(shí)，存儲(chǔ)電容C3存儲(chǔ)的能量為IC供電，該IC為一款高壓供電IC；4、振蕩控制。連接這支引腳與地的電阻將設(shè)定PWM頻率。IC可以通過(guò)將ROSC引腳連接到外部MOSFET柵極與外部振蕩電阻之間，切換至恒定關(guān)斷時(shí)間 （PFM）工作模式；5、LED燈串和外部MOSFET開(kāi)關(guān)管Ｑ１電流檢測(cè)電阻。如電流檢測(cè)電阻RSENSE上的電壓超過(guò)電流感測(cè)引腳CS的閾值電壓，外部MOSFET開(kāi)關(guān)管 Q1關(guān)閉。存儲(chǔ)在電感器里的電能將使電流繼續(xù)通過(guò)續(xù)流二極管D1為負(fù)載LED供電；6、 BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Q1，交流市電整流輸出直流電壓通過(guò)負(fù)載、電感L1、BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Q1`和電流檢測(cè)電阻RSENSE到地，形成回路。一旦BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Ｑ１關(guān)斷，存儲(chǔ)在BUCK電感中的磁能通過(guò)續(xù)流二極管D1、負(fù)載形成灰路，繼續(xù)為負(fù)載供電；7、BUCK電感，在BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Q1導(dǎo)通時(shí)，交流市電整流輸出直流電壓通過(guò)負(fù)載和BUCK電感形成回路，為BUCK電感存儲(chǔ)能量，一旦BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管Q1關(guān)斷，BUCK電感存儲(chǔ)的能量即需為負(fù)載供電；8、輸出濾波電容，穩(wěn)定負(fù)載上的供電電壓；9、續(xù)流二極管D1，一旦BUCK變換功率開(kāi)關(guān)管關(guān)斷，BUCK電感存儲(chǔ)的能量通過(guò)負(fù)載和D1形成回路，為負(fù)載繼續(xù)供電。

　　共陽(yáng)極與共陰極LED驅(qū)動(dòng)方法

　　單片機(jī)控制的LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路，現(xiàn)在讓我們用實(shí)驗(yàn)板上的兩個(gè)數(shù)碼管來(lái)做一個(gè)循環(huán)顯示00～99數(shù)字的實(shí)驗(yàn)，先來(lái)完成必要的硬件部分，數(shù)碼管有共陰和共陽(yáng)的區(qū)分，單片機(jī)都可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，但是驅(qū)動(dòng)的方法卻不同，并且相應(yīng)的0～9的顯示代碼也正好相反。首先我們來(lái)介紹兩位共陽(yáng)數(shù)碼管的單片機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，電路如下圖：

　　P2.6和P2.7端口分別控制數(shù)碼管的十位和個(gè)位的供電，當(dāng)相應(yīng)的端口變成低電平時(shí)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的三極管會(huì)導(dǎo)通，+5V通過(guò)IN4148二極管和驅(qū)動(dòng)三極管給數(shù)碼管相應(yīng)的位供電，這時(shí)只要P0口送出數(shù)字的顯示代碼，數(shù)碼管就能正常顯示數(shù)字。因?yàn)橐@示兩位不同的數(shù)字，所以必須用動(dòng)態(tài)掃描的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，就是先個(gè)位顯示1毫秒，再十位顯示1毫秒，不斷循環(huán)，這樣只要掃描時(shí)間小于1/50秒，就會(huì)因?yàn)槿搜鄣囊曈X(jué)殘留效應(yīng)，看到兩位不同的數(shù)字穩(wěn)定顯示。下面我們?cè)俳榻B一種共陰數(shù)碼管的單片機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，電路如下圖：

　　+5V通過(guò)1K的排阻直接給數(shù)碼管的8個(gè)段位供電，P2.6和P2.7端口分別控制數(shù)碼管的十位和個(gè)位的供電，當(dāng)相應(yīng)的端口變成低電平時(shí)，相應(yīng)的位可以吸入電流。單片機(jī)的P0口輸出的數(shù)據(jù)相當(dāng)于將數(shù)碼管不要顯示的數(shù)字段對(duì)地短路，這樣數(shù)碼管就會(huì)顯示需要的數(shù)字。共陰數(shù)碼管的硬件更簡(jiǎn)單，所以在批量生產(chǎn)時(shí)，硬件開(kāi)銷小，節(jié)省PCB面積，減少焊接工作量，降低綜合成本，所以采用共陰數(shù)碼管更有利于批量生產(chǎn)，現(xiàn)在銷售的試驗(yàn)板都是采用共陰數(shù)碼管了

　　下圖為一個(gè)實(shí)際的采用電容降壓的LED驅(qū)動(dòng)電路﹕大部分應(yīng)用電路中沒(méi)有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管﹐建議連接上﹐因壓敏電阻或瞬變電壓抑制晶體管能在電壓突變瞬間（ 如雷電﹑大用電設(shè)備起動(dòng)等 ）有效地將突變電流泄放﹐從而保護(hù)二級(jí)關(guān)和其它晶體管﹐它們的響應(yīng)時(shí)間一般在微毫秒級(jí) 。

　　LED驅(qū)動(dòng)電路圖

　　編輯點(diǎn)評(píng)：上圖濾波電容C2﹑C3的耐壓根據(jù)負(fù)載電壓而定﹐一般為負(fù)載電壓的1.2倍，其電容容量視負(fù)載電流的大小而定。現(xiàn)在國(guó)際市場(chǎng)上國(guó)外客戶對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源的效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設(shè)計(jì)一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù)，LED驅(qū)動(dòng)電源整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中尤為重要。