24小時聯(lián)系電話:18217114652、13661815404
中文
技術(shù)專題
單片機(jī)開發(fā)降壓-升壓拓?fù)渲?，如何使用?fù)輸出電壓來調(diào)節(jié)LED電流
要控制LED的亮度，您必須具有提供恒定且穩(wěn)定電流的驅(qū)動器。為了實現(xiàn)此目標(biāo)，驅(qū)動器拓?fù)浔仨毮軌虍a(chǎn)生足夠的輸出電壓以使LED?向前偏置。那么單片機(jī)開發(fā)設(shè)計人員如何選擇輸入和輸出電壓范圍重疊的時間？轉(zhuǎn)換器?有時可能需要逐漸降低輸入電壓，但有時可能需要提高輸出電壓。對于具有普遍“臟污”輸入電源的應(yīng)用，例如車載系統(tǒng)，通常是這種情況。在這種降壓/升壓操作中，幾種拓?fù)淇梢赃_(dá)到更好的結(jié)果，例如SEPIC或四開關(guān)開關(guān)降壓-升壓拓?fù)?。這些拓?fù)渫ǔＰ枰罅康慕M件，因此設(shè)計的材料成本增加了。但是，由于它們提供了正輸出電壓，因此單片機(jī)開發(fā)設(shè)計人員經(jīng)常將其視為可接受的解決方案。但是，負(fù)輸出電壓轉(zhuǎn)換器是另一個不容忽視的替代解決方案。
圖1顯示了一個反向提升壓電電路的示意圖，該電路以恒定電流配置驅(qū)動三個LED。該電路具有許多優(yōu)點。首先，它使用標(biāo)準(zhǔn)的降壓控制器，不僅可以很大程度地降低成本，而且還可以在所有系統(tǒng)級別上重用。如果需要，單片機(jī)開發(fā)設(shè)計人員可以輕松地對電路進(jìn)行改造，以利用集成的FET?降壓控制器或同步降壓拓?fù)鋪硖岣咝?。該拓?fù)涫褂门c簡單的降壓轉(zhuǎn)換器相同數(shù)量的功率級組件，從而在實現(xiàn)以下目標(biāo)的同時很大程度地減少了開關(guān)穩(wěn)壓器的組件數(shù)量?相對于其他拓?fù)涠?，總體成本很低。由于LED本身的輸出是輕的，因此在系統(tǒng)級，LED會被負(fù)電壓偏置，并且不會對其產(chǎn)生影響，這與正電壓的情況不同，這使其成為值得考慮的電路設(shè)計。
圖1使用負(fù)輸出電壓通過降壓-升壓拓?fù)湔{(diào)整恒定LED電流
通過檢測電阻?R1?兩端的電壓并將其用作控制電路的反饋，可以調(diào)節(jié)LED電流?？刂破鹘拥匾_必須是負(fù)輸出電壓的參考電壓，以便此直接反饋正常運行。如果控制器是系統(tǒng)接地的參考電壓，則需要一個電平轉(zhuǎn)換電路。這種“負(fù)接地”對電路施加了一些限制。功率MOSFET，二極管和控制器的額定電壓必須等于輸入和輸出電壓的總和。
其次，從外部連接控制器?（例如啟用）要求信號從系統(tǒng)接地到控制器接地的電平轉(zhuǎn)換，因此需要更多的組件。僅出于這個原因，最好消除或減少不必要的外部控制。
最后，與四開關(guān)降壓-升壓拓?fù)湎啾?，逆降?/span>-升壓拓?fù)渲械墓β势骷惺茴~外的電壓和電流應(yīng)力，這降低了相關(guān)的效率，但效率與SEPIC相當(dāng)。即使這樣，該電路仍可以實現(xiàn)89％的效率。隨著電路的完全同步，效率可以提高2％至3％。
通過軟啟動電容器C5的短路來快速打開/關(guān)閉轉(zhuǎn)換器是調(diào)節(jié)LED亮度的簡便方法。圖2顯示了PWM輸入信號和實際LED電流。這種PWM調(diào)光方法效率更高，因為當(dāng)SS引腳短路時，轉(zhuǎn)換器將關(guān)閉并且消耗很少的功率。但是，該方法也相對較慢，因為轉(zhuǎn)換器每次接通時必須以受控方式逐漸增加輸出電流，從而在輸出電流上升之前產(chǎn)生非線性的有限死區(qū)時間。。同時，這也將接通時間的最小負(fù)載周期降低到10％-20％。在不需要高速和100％PWM調(diào)節(jié)的某些LED應(yīng)用中，這種方法可能就足夠了。
該反相升降壓電路為單片機(jī)開發(fā)工程師提供了另一種驅(qū)動LED的方法。低成本降壓控制器和少量組件的使用使其成為高復(fù)雜度拓?fù)涞睦硐脒x擇。
圖2 PWM驅(qū)動器（頂部）有效控制LED電流（底部）