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

　　LED是特性敏感的半導體器件，又具有負溫度特性，因而在應(yīng)用過程中需要對其進行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護，從而產(chǎn)生了驅(qū)動的概念。LED器件對驅(qū)動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，必須要設(shè)計復雜的變換電路，要配備不同的電源適配器。

　　本文詳細的解析了高電壓脈沖寬度調(diào)制（PWM）LED驅(qū)動器控制器電路圖，對每一個元器件都進行了講解。

　　電路模塊解析：1、開機輸入浪涌電流限制電阻；2、為一款逐流無源功率因數(shù)校正（PPFC）電路，通過擴展交流輸入市電整流二極管的導通角來改善電路的功率因數(shù)，較有源功率因數(shù)校正電路（APFC）具有造價低的優(yōu)點；3、濾波電容，當整流交流輸入接近零交越時，存儲電容C3存儲的能量為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)斷時間 （PFM）工作模式；5、LED燈串和外部MOSFET開關(guān)管Ｑ１電流檢測電阻。如電流檢測電阻RSENSE上的電壓超過電流感測引腳CS的閾值電壓，外部MOSFET開關(guān)管 Q1關(guān)閉。存儲在電感器里的電能將使電流繼續(xù)通過續(xù)流二極管D1為負載LED供電；6、 BUCK變換功率開關(guān)管Q1，交流市電整流輸出直流電壓通過負載、電感L1、BUCK變換功率開關(guān)管Q1`和電流檢測電阻RSENSE到地，形成回路。一旦BUCK變換功率開關(guān)管Ｑ１關(guān)斷，存儲在BUCK電感中的磁能通過續(xù)流二極管D1、負載形成灰路，繼續(xù)為負載供電；7、BUCK電感，在BUCK變換功率開關(guān)管Q1導通時，交流市電整流輸出直流電壓通過負載和BUCK電感形成回路，為BUCK電感存儲能量，一旦BUCK變換功率開關(guān)管Q1關(guān)斷，BUCK電感存儲的能量即需為負載供電；8、輸出濾波電容，穩(wěn)定負載上的供電電壓；9、續(xù)流二極管D1，一旦BUCK變換功率開關(guān)管關(guān)斷，BUCK電感存儲的能量通過負載和D1形成回路，為負載繼續(xù)供電。

　　共陽極與共陰極LED驅(qū)動方法

　　單片機控制的LED數(shù)碼管動態(tài)驅(qū)動電路，現(xiàn)在讓我們用實驗板上的兩個數(shù)碼管來做一個循環(huán)顯示00～99數(shù)字的實驗，先來完成必要的硬件部分，數(shù)碼管有共陰和共陽的區(qū)分，單片機都可以進行驅(qū)動，但是驅(qū)動的方法卻不同，并且相應(yīng)的0～9的顯示代碼也正好相反。首先我們來介紹兩位共陽數(shù)碼管的單片機驅(qū)動方法，電路如下圖：

　　P2.6和P2.7端口分別控制數(shù)碼管的十位和個位的供電，當相應(yīng)的端口變成低電平時，驅(qū)動相應(yīng)的三極管會導通，+5V通過IN4148二極管和驅(qū)動三極管給數(shù)碼管相應(yīng)的位供電，這時只要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。因為要顯示兩位不同的數(shù)字，所以必須用動態(tài)掃描的方法來實現(xiàn)，就是先個位顯示1毫秒，再十位顯示1毫秒，不斷循環(huán)，這樣只要掃描時間小于1/50秒，就會因為人眼的視覺殘留效應(yīng)，看到兩位不同的數(shù)字穩(wěn)定顯示。下面我們再介紹一種共陰數(shù)碼管的單片機驅(qū)動方法，電路如下圖：

　　+5V通過1K的排阻直接給數(shù)碼管的8個段位供電，P2.6和P2.7端口分別控制數(shù)碼管的十位和個位的供電，當相應(yīng)的端口變成低電平時，相應(yīng)的位可以吸入電流。單片機的P0口輸出的數(shù)據(jù)相當于將數(shù)碼管不要顯示的數(shù)字段對地短路，這樣數(shù)碼管就會顯示需要的數(shù)字。共陰數(shù)碼管的硬件更簡單，所以在批量生產(chǎn)時，硬件開銷小，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)在銷售的試驗板都是采用共陰數(shù)碼管了

　　下圖為一個實際的采用電容降壓的LED驅(qū)動電路﹕大部分應(yīng)用電路中沒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)備起動等 ）有效地將突變電流泄放﹐從而保護二級關(guān)和其它晶體管﹐它們的響應(yīng)時間一般在微毫秒級 。

　　LED驅(qū)動電路圖

　　編輯點評：上圖濾波電容C2﹑C3的耐壓根據(jù)負載電壓而定﹐一般為負載電壓的1.2倍，其電容容量視負載電流的大小而定?，F(xiàn)在國際市場上國外客戶對LED驅(qū)動電源的效率轉(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)計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù)，LED驅(qū)動電源整個系統(tǒng)設(shè)計中尤為重要。