一般单颗LED的导通电压红黄光在2.4V左右,蓝绿光在3.6V左右; 但做成照明LED成品,它可能用在直流12V,或者交流100V~240V的电源上,自然需要提供一个恒流或者恒压的电源作为驱动,一个良好的电源驱动可以提高照明LED产品的寿命(即光衰)。 LED 驱动电路除了要满足安全要求外,另外的基本功能应有两个方面,一是尽可能保持恒流特性,尤其在电源电压发生±15%的变动时,仍应能保持输出电流在±10%的范围内变动。二是驱动电路应保持较低的自身功耗,这样才能使LED 的系统效率保持在较高水平
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如图1所示的驱动电路是采用反馈电压进行LED亮度控制的,而如图2所示的电路是采用PWM信号控制白光LED的亮度的。在如图2所示电路中,IC的EN端子是可使开关变换器做ON/OFF模式运行的端子,如果对EN端子施加PWM信号,白光LED会以某种速度做ON/OFF模式运行,进而实现LED亮度的控制,此电路的Tcl输出信号需经A/D变换器转换为数字信号。利用PWM信号控制白光LED的亮度时,白光LED的平均电流/LED(ave)可按下式计算。
图1 利用周围照度控制LED亮度的驱动电路
图2 利用PWM信号控制LED亮度的驱动电路
式中,ILED(max)为开关变换器的最大输出电流;SDUTY为PWM信号的占空因子(%)。
如图3所示为NJU6502 IC电路的方块图,NJU6502 IC由开关变换器、晶体管输入电路、晶体管输入电路、A/D变换器、PWM控制器,以及可从微控器设定内部阻抗值与工作模式的串行接口构成。NJU6502IC内部共有8个设定电阻,每个电阻都可任意设成6位。可通过利用环境照度检测晶体管Tcl产生的输入电压来选择各电阻,以实现由64阶的其中任意8阶控制白光LED的亮度。 图3 NJU6052 IC的电路方块图 采用由NJU6052 IC构成的白光LED驱动电路如图4所示。路中,NJU6052 IC实现升压与亮度控制功能所需的外置元件非常少。光LED驱动电路中的各元件参数取决于下列条件。 图4 利用NJU6052lIC构成白光LED驱动电路 ①负载阻抗RL。由于内部基准电压UREF为0.6V,因此负载阻抗RL可按下式计算。 ②内部振荡器的电容量Cx。内部振荡器的电容量Cx,可利用如图5所示的坐标图求得。由于振荡频率fosc介于350~500kHz之间,因此内部振荡器的电容量Cx可在47~68pF之间选取。 图5 Cx与fosc的关系 ③L1的电感值。L1的电感值可按下式计算。 式中,UOUT为开关变换器的输出电压;UIN为输入电压;ILIMTT为内部开关的电流限制值(720mA);η为变换器效率(0.7~0.8)。
④二极管的选用。二极管的额定电流与反向耐压在选择时要留有一定的裕度,其具体参数应根据开关变换器的输出电压和电流选择。二极管的正向电压越低,开关的速度越快,转换效率就越高。
⑤输入、输出电容器的选用。输入端可选用陶瓷电容器,布局设计时电容器应尽量靠近IC。基于抑制波纹电压等考虑时,输出电容应选用低ESR值的电容。
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