基于微控制器的LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)?、?quán)衡和局限
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4、采用高端開關(guān)
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/83953.htm除了負(fù)載和晶體管交換位置，這個(gè)電路與前面的完全相同。圖2E中顯示的開關(guān)就位于“高端”。我們還把FET從N通道變成P通道。N通道FET要求VGS>5V以完全導(dǎo)通：在本微控制器的輸出端為它提供-5V的VGS，那就簡(jiǎn)單多了。這種LED進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)，其中不少是專利技術(shù)。這里對(duì)其中幾種進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。在所有方法中，平均發(fā)光度都是通過以非常快的速度(避免閃爍)完全點(diǎn)亮(以其標(biāo)稱電流)再關(guān)閉LED獲得的，而且與LED點(diǎn)亮?xí)r間的百分比成正比。
1、脈寬調(diào)制
這種技術(shù)采用周期為T的固定頻率，如圖4所示。亮度的調(diào)節(jié)通過改變脈沖寬度來實(shí)現(xiàn)。圖4顯示了三種不同的發(fā)光度級(jí)別，其占空比分別是6%、50%和94%。
2、頻率調(diào)制
這種技術(shù)由Artistic Licence公布，它采用固定寬度控制脈沖的概念，如圖5所示。脈沖A總是相同的寬度，發(fā)光度由脈沖A的重復(fù)間隔來控制。
3、位角調(diào)制
這是一項(xiàng)由Artistic Licence發(fā)明的新技術(shù)，它基于一串包含發(fā)光強(qiáng)度的二進(jìn)制脈沖列。脈沖列中的每一位都按其位值的比例延展。如果最低位b0的持續(xù)時(shí)間為1，那么b1位的持續(xù)時(shí)間就為2，相應(yīng)地，b2至b7位的持續(xù)時(shí)間就分別為4、8、16、32、64和128，如圖6所示。
通信協(xié)議
1、DMX512
DMX512是由U.S.I.T.T(美國(guó)劇場(chǎng)技術(shù)研究所)公布的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。該協(xié)議最初用來控制照明調(diào)光器，現(xiàn)在已經(jīng)延伸到控制燈具移動(dòng)、幻燈片放映機(jī)和很多其它照明設(shè)施。DMX512運(yùn)行在EIA-485標(biāo)準(zhǔn)上。數(shù)據(jù)在8位異步串行通信的基礎(chǔ)上進(jìn)行傳輸，1個(gè)開始位、2個(gè)停止位，且無奇偶校驗(yàn)。它具有256個(gè)亮度調(diào)節(jié)級(jí)別。
2、DALI (數(shù)字尋址照明接口)
DALI是為電子鎮(zhèn)流器的通信所開發(fā)的一種標(biāo)準(zhǔn)，它作為附錄包含在ECG標(biāo)準(zhǔn)IEC 929中。DALI被設(shè)計(jì)用于標(biāo)準(zhǔn)組件和簡(jiǎn)單布線，即低成本應(yīng)用。
應(yīng)用領(lǐng)域可能是調(diào)節(jié)燈光和預(yù)置不同照明環(huán)境的數(shù)值、根據(jù)日照的方向和節(jié)能因素等適當(dāng)調(diào)節(jié)燈光設(shè)置。
DALI的基礎(chǔ)是主-從原則：用戶通過控制器(主機(jī))對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，控制器向所有鎮(zhèn)流器(從機(jī))發(fā)送包含地址和命令的消息。地址決定著鎮(zhèn)流器是否應(yīng)該聽從指示。每個(gè)鎮(zhèn)流器都是數(shù)字尋址的，因此它對(duì)電磁噪聲并不敏感(優(yōu)于模擬1-10伏調(diào)光器開關(guān)系統(tǒng))。
3、ZigBee
Zigbee是由Home RF lite和IEEE 802.15.4規(guī)格結(jié)合而成的通信協(xié)議。Zigbee運(yùn)行在2.4GHz和868/915MHz ISM波段內(nèi)。由于它能以較低的成本得到低功耗，照明應(yīng)用成為其主要市場(chǎng)之一。Zigbee提供的網(wǎng)絡(luò)功能在照明系統(tǒng)中也非常有用，而且它還具有無線控制的優(yōu)勢(shì)。
采用微控制器的局限
1、電壓和電流
如果VDD是LED和微控制器的共同電源，那么此電壓就只能驅(qū)動(dòng)一個(gè)LED。我們已經(jīng)討論過的簡(jiǎn)單
4、調(diào)光和調(diào)制速度
在100%的發(fā)光度上無需調(diào)制晶體管。在另外一個(gè)極端，對(duì)最低的發(fā)光度級(jí)別(如1%)來說，需要將晶體管開啟1%的時(shí)間。假設(shè)亮度調(diào)節(jié)必須在100 Hz或更高的頻率上完成，以避免閃爍現(xiàn)象，則PWM頻率必須是10 kHz或更高。但是肉眼在低發(fā)光度區(qū)間可以分辨出細(xì)微的變化，因此100級(jí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果需要4000級(jí)(12位分辨率)，則PWM的頻率必須達(dá)到400 kHz以上，這對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單微控制器來說幾乎是不可能的。
未來展望
現(xiàn)在，我們已經(jīng)看到設(shè)計(jì)一個(gè)基于微控制器的高亮度LED驅(qū)動(dòng)器是多么簡(jiǎn)單。三個(gè)主要的局限在于處理速度和電感器的大小及調(diào)光分辨率的影響、具有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通信功能，以及對(duì)多輸出和/或LED串的驅(qū)動(dòng)能力。
評(píng)論