LED驱动模式.doc

LED驱动(三)小功率部分2006-12-27 18:21 分类：LED 应用-文章 小功率LED驱动部分. 如何点亮LED LED正向导通电压的典型值2.0V4.0V,驱动电流为20mA. LED是由电流驱动的器件,其亮度与正向电流呈比例关系. 恒压和恒流驱动 恒流和恒压性能曲线 采用LED V-I曲线来确定产生预期正向电流所需要向LED施加的电压. LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化. 利用恒流电源来驱动LED.恒流电源可消除正向电压变 化导致的电流变化. 因此可产生恒定的LED亮度,无论 正向电压如何变化. LED典型驱动方案 电容降压驱动电路(LED照明) FLASH LED驱动电路(手机、数码相机) 背光源驱动电路(LCD、手机) 显示屏驱动电路 电容降压驱动LED电路 采用电容降压电路是一种常见的小电流电源电路由于其具有体积小成本低电流相对恒定等优点也常应用于LED的驱动电路中. 电路中可控硅SCR及R3组成保护电路当流过LED的电流大于设定值时SCR导通一定的角度从而对电路电流进行分流使LED工作于恒流状态从而避免LED因瞬间高压而损坏. 电路中C1R1压敏电阻L1R2组成电源初级滤波电路能将输入瞬间高压滤除C2R2组成降压电路C3C4L2及压敏电阻组成整流后的滤波电路.此电路采用双重滤波电路能有效地保护LED不被瞬间高压击穿损坏. FLASH LED驱动电路 使用高亮度的Flash LED 做为手机数码相机用低压闪光灯,是节省能源以及生产成本的一种方案. Flash LED只需要3.54.5V的直流电压、120-250mA的电流就可使其发出2000mcd7500mcd的高亮度光线. 驱动IC能在低电压下输出150-300mA电流. 借助于电感器升压的电路 借助于电容器升压的电荷泵 背光驱动电路 LED是一种平面的光源 ,极容易组合在一起成为既定面积的面光源 ,而且LED背光有更好的色域 ,其次是LED使用的是624V的低压电源.将会取代CCFT(冷阴极荧光管成为液晶屏的背光源. 三极管Q1,Q2组成一个恒流源电路,Q1 Q2 工作在放大状态,当Q2工作时,调节B极电阻R22使Q2的C极电流达到额定电流值.因为LED发光二极管,导通后内阻会变小,电流会逐渐增大,增加Q1 目的是分流Q2的B极电流,调节反馈电阻R20就可以控制流过背光发光二极管的电流并通过Q1 使电流达到稳定. LCD_BL是CPU 控制信号,此信号为方波.通过软件调节改变信号占空比,控制Q2 导通时间,可控制单位时间内流过发光二极管的电流,改变LCD的亮度. 显示屏驱动电路(行列扫描) LED驱动芯片生产厂家 Supertex(美国) Maxim(美国) Macroblock (聚积科技) Tmtech (台晶科技) Siti (点晶) Toshiba (日本) Zetex(英国) Bluechip Linktron(联创) Linear(凌特) Siti (点晶)系列 全彩、背光、大功率等 ST222xx系列(恒流、显示屏) ST2221A 、ST2221C 、ST2225A 、ST2226A(可PWM控制) DMxxx系列(恒流、全彩显示屏) DM114/115 、DM134/135/136 、DM141 DM134B/135B 、DM132 /DM133(全彩) DDxxx系列(大功率驱动) DD211、DD212、DD231、DD233、DD311、DD312(high power) http:/www. .tw/ Tmtech (台晶科技) 主要提供白光驱动IC、用于背光比较多 T6315A/B(DC-DC升压转换驱动) T6309B T6311A(3/4路降压恒流驱动) T6313A (4/6路高效驱动) .tw/ Macroblock (聚积科技) LED照明/背光(恒流常亮) MBI1801(1ch、1.2A) MBI1802(2ch、360mA) MBI1804(4ch、240mA) MBI1816(16ch、60mA) MBI1009(3ch、5-40mA) MBI6010(3ch、5-60mA) .tw/ LED显示 MBI5167/ MBI5168/ MBI5169/ MBI5170/ MBI5171 8路输出,电流可调,恒流,类似595驱动方式 MBI5025/ MBI5026/ MBI5027/ MBI5028 16路输出,电流可调,恒流,类似595驱动方式 .tw/ Toshiba (日本东芝) TB62705CF 8BIT 恒流驱动电路 TB62725AF 8BIT 恒流驱动电路 TB62706BF 16BIT 恒流驱动电路 TB62726AF 16BIT 恒流驱动电路 TB62726AFAN 16BIT 恒流驱动电路 TB62727FN 16BIT 全彩恒流驱动电路 6BIT白平衡调 与聚积的产品类似(使用方法,驱动方式) / Zetex(英国) 主要生产一些LCD,手机背光,大功率,闪光LED驱动. ZXSC400 闪光灯应用IC ,大屏LCD背光 ZXLD16xx 系列 TFT LCD背光 / Linktron(联创) XLT601高亮度白光LED控制/驱动芯片 是用于LED恒流驱动控制专用芯片.输出电流可以通过外部电阻在工作范围内调节.该芯片内建16位恒流输出电路,1组16位移位寄存器以及1组16位数据锁存器. XLT604高亮度LED驱动芯片 PWM高效LED驱动控制芯片. XLT601高亮度白光LED控制/驱动芯片 装饰七彩灯泡,可实现上电后RGB三色LED亮 / XLT617 七彩LED控制芯片 七彩灯泡控制芯片.用外部工频信号做同步,具有多灯七彩跳变同步功能. XK173三灯七彩通电闪/来电闪 是手机来电闪专用控制芯片,即当手机接受来电信号或者发送信号时,控制RGB三色LED灯闪烁. Maxim(美信) 显示驱动 MAX69xx系列 PWM, Matrix LED Drivers ICM72xxx系列 4/8-Digit LED Driver MAX72XX系列 8-Digit LED Display Driver / 大功率,背光驱动 MAX16800/MAX8631X/ MAX8630Z/MAX8630Y系列 MAX15XX系列 MAX859X系列 / 带有电流控制的电荷泵 LED供电电源的目标是提供一个足够高的输出电压,并且在并联连接的LED上加载同样的电流.注意(如图5所示),如果并联配置的所有LED具有一致的电流,那么所有的LED将会具有相同的色彩坐标.Maxim提供带有电流控制的电荷泵,以实现这一目标(MAX1912). 图8所示的三个并联的LED,电荷泵具有较大量程,可以提高输入电压至1.5倍.早期的电荷泵只能简单的使输入电压倍压,而新的技术则提供了更好的效率.将输入电压升高至恰好可以驱动LED工作的电平.连接至SET (10引脚)的电阻网络保证所有LED的电流一致.内部电路保持SET电平在200mV,这样就可以计算出流经每个LED的电流ILED = 200mV/10 = 20mA.如果某些二极管需要较低的电流,可以同时并联驱动3个以上的LED,MAX1912的输出电流可达60mA.进一步的应用和图表可以参考MAX1912数据资料 IC内部包括电荷泵和电流控制,电荷泵为白光LED提供足够的驱动电压,而电流控制通过给每个LED加载同样的电流来确保均匀的白光. 简单电流控制 如果系统提供高于二极管正向导通电压的电平,白光LED可以很容易的被驱动.例如,数码照相机通常包括一个 5V供电电源.如果那样的话,就不需要升压功能,因为供电电压足以驱动LED.对于图8所示电路,应该选择一个匹配的电流源.比如,MAX1916可以同时驱动3个并联的LED 单个外部电阻(RSET)设定流经每个LED的电流数值.在IC的使能引脚(EN)上加载脉宽调制信号可以实现简单的亮度控制(调光功能). 工作简单:电阻RSET设定加载至所连LED的电流.这种方法占用很少的PCB空间.除IC (小巧的6引脚SOT23封装)和几个旁路电容之外,仅需要一个外部电阻.IC具有极好的电流匹配,不同LED之间差别0.3%.这种结构提供了相同的色彩区域,因此每个LED具有一致的白光亮度. 调光改变光强 某些便携式设备根据环境光线条件来调节其光输出亮度,有些设备在一段较短的空闲时间之后通过软件降低其光强.这都要求LED具有可调光强,并且这样的调节应该以同样的方式去影响每路正向电流,以避免可能的色彩坐标偏移.利用小型数模转换器控制流经RSET电阻的电流可以得到均匀的亮度. 6位分辨率的转换器,比如带有I2C接口的MAX5362或者带有SPI接口的MAX5365,能够提供32级亮度调节(如图10所示).由于正向电流会影响色彩坐标,因此LED白光会随着光强的变化而改变.但是这并不是问题,因为相同的正向电流会使得这个组里的每个二极管都发出同样的光. 数模转换器通过一致改变LED的正向电流来控制LED的调光. 使色彩坐标不发生移动的调光方案叫做脉宽调制.它能够由绝大多数可以提供使能或者关断控制的电源器件实现.例如,通过拉低EN电平禁止器件工作时,MAX1916可以将流经LED的泄漏电流限定在1A,使发射光为零.拉高EN电平可以管理可控的LED正向电流.如果给EN引脚加脉宽调制信号,那么亮度就与该信号的占空比成正比. 由于流经每个LED的正向电流持续保持一致,因而色彩坐标不会偏移.但是,肉眼会感觉到占空比改变带来的光强变化.人眼无法分辨超过25Hz的频率,因此200-300Hz的开关频率是PWM调光的很好选择.更高的频率会产生问题,用来切换LED开关的短暂时间间隔内色彩坐标会发生变化.PWM信号可以由微处理器的I/O引脚或其外设提供.可提供的两度等级取决于所用的计数寄存器的字节长度. 开关模式升压转换器,具有电流控制 除了前面所提到的电荷泵(MAX1912)之外,还可以实现带有电流控制的升压转换器.比如,开关模式电压转换器MAX1848,可以产生最高至13V的输出电压,足以驱动三个串联的LED (如图11所示).这种