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基于PWM的可調(diào)光LED驅(qū)動電路設(shè)計

作者: 時間:2012-03-06 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

脈沖調(diào)寬信號的形成電路有3種:1)可用電壓-脈寬變換器產(chǎn)生,即硬件產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號;2)由軟件定時產(chǎn)生,由定時器定時,定時時間受軟件控制,并從脈寬信號的輸出口P1.0或其他口輸出脈寬信號;3)由單片機控制外接定時/計數(shù)器(如8253)硬件電路產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號,只需用兩個計數(shù)器分別工作于方式l和方式2,通過硬件連接便可以產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號。其中,第1種是硬件電路實現(xiàn),電路復(fù)雜。第2種使用定時器TO,但由于系統(tǒng)計數(shù)器不足,必須擴展。第3種是利用8253,非常方便,而且占用的軟件時間少。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/168348.htm

  Atmega 16單片機帶有4通道,而且有快速模式、相位修正模式等多種工作模式。考慮到成本及整個系統(tǒng)的簡化,本設(shè)計直接利用Atmega 16單片機產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號.

2.2 PWM白光

  的發(fā)光強度基本上正比于通過器件的電流,這說明脈沖電流的平均電流與直流電流相同的條件下,LED的發(fā)光亮度一樣。另外,用高幅值的脈沖電流LED,然后通過調(diào)節(jié)脈沖的占空比獲得較合適的平均電流,這樣可以降低功耗。因為當(dāng)LED工作在脈沖狀態(tài)時,人眼覺察到的LED亮度值是介于峰值亮度與平均亮度值之間的。因此,脈沖電流LED可比直接恒流驅(qū)動的LED更亮,即獲得同樣的發(fā)光亮度,脈沖電流驅(qū)動方式比直流電流驅(qū)動方式所需要的平均電流值更小。

  其次,對于LED,如果采用脈沖電路驅(qū)動,其控制部分采用脈寬調(diào)制方式,與恒流控制方式相比,控制部分的控制效率會有比較大的提升,另外還可去掉限流電阻或減小其值。因此,從節(jié)能的角度出發(fā),采用脈沖電源驅(qū)動方式更好。

  脈沖驅(qū)動方式是利用人眼的視覺惰性,采用重復(fù)向LED器件通斷供電的方式使之點亮的。但采用這種驅(qū)動方式通常需考慮脈沖電流幅值的確定和重復(fù)頻率的選擇。要獲得與直流驅(qū)動方式相當(dāng)?shù)陌l(fā)光強度,脈沖驅(qū)動電流的平均值Ia應(yīng)與直流驅(qū)動的電流值相同。如圖3所示,平均電流是瞬間電流i的時間積分。

  對于矩形波,有

  

  式中,Ic為直流驅(qū)動電流值,Ia為脈沖驅(qū)動電流平均值,IF為脈沖電流幅值,ton/T是占空比。

  為了使脈沖驅(qū)動方式下的平均電流Ia與直流驅(qū)動電流Ic相同,則需使其脈沖電流幅值IF滿足:

  

  可見脈沖驅(qū)動時,脈沖電流的幅值是直流驅(qū)動電路的電流幅值的T/ton倍。需注意驅(qū)動器件的工作頻率,當(dāng)頻率超過一定范同,器件將無法正常工作,因為器件無法正常導(dǎo)通和關(guān)斷。LED的工作頻率是10 MHz到幾百MHz范圍內(nèi)。

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