所有這三種LED 均由使用開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的恒定電流來(lái)供電,同時(shí)亮度控制由能夠產(chǎn)生三種PWM信號(hào)的MSP430微控制器來(lái)完成??梢杂媚ド安A鈿⒂∷㈦娐钒灏惭b到臺(tái)燈中,或者也可以和 LED 聚光燈一起使用來(lái)進(jìn)行間接照明。
無(wú)論其功耗有多大,現(xiàn)在的LED通常都使用一個(gè)恒定電流源來(lái)驅(qū)動(dòng)。這是因?yàn)橐粤髅鳛閱挝坏墓廨敵隽亢碗娏髁砍烧壤P(guān)系。因此,所有的 LED 廠商都規(guī)定了諸如光輸出、可視角度和波長(zhǎng)等參數(shù),作為正向電流 IF 的函數(shù),而非像人們所期望的那樣作為正向電壓VF的函數(shù)。所以,我們?cè)陔娐分惺褂昧诉m當(dāng)?shù)暮愣娏髡{(diào)節(jié)器。用于高亮度 LED 的恒定電流市場(chǎng)上大多數(shù)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器都被配置為恒定電壓源,而非恒定電流源。將恒定電壓調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換為恒定電流運(yùn)行必須要對(duì)電路進(jìn)行 簡(jiǎn)單、稍微的改動(dòng)。我們使用了一個(gè)壓降被調(diào)節(jié)了的電流感應(yīng)電阻器,而非通常用于設(shè)定輸出電壓的分壓器。
在一些應(yīng)用中,這種上升斜坡可能會(huì)存在一些問(wèn)題,因?yàn)?LED 發(fā)光的波長(zhǎng)隨電流從其最小值到正常工作電平的逐漸增強(qiáng)而變化。例如,在一個(gè) DLP 投影儀或 LCD 電視面板的 LED 背光燈中,這種變化可能是我們無(wú)法接受的。但是,就這個(gè)示范項(xiàng)目而言,肉眼無(wú)法看到這種影響。在第二個(gè)變量中(圖 2 中紅色所示部分),PWM 信號(hào)通過(guò)一個(gè)小信號(hào)二極管被耦合至 TPS62260 的誤差放大器輸入端。在本電路中,一個(gè)施加于控制輸入端的超過(guò) 600mV 的正電壓會(huì)使誤差放大器輸入驅(qū)動(dòng)過(guò)度,并由此關(guān)閉 LED。由于這個(gè)電路沒(méi)有使用使能輸入,因此它不具有與調(diào)節(jié)器軟啟動(dòng)功能相關(guān)的啟動(dòng)延遲,且LED 被極為快速地開(kāi)啟和關(guān)閉。因此,上述電流斜坡所帶來(lái)的輸出波長(zhǎng)變化在本結(jié)構(gòu)中小到可以被忽略不計(jì)。另外,我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里發(fā)現(xiàn),PWM 頻率可以上升 到 5kHz。圖2中藍(lán)色部分顯示了第三種可能性。這里的 PWM 信號(hào)被用于控制線連至 LED 的 MOSFET。MOSFET 使 LED 短路,并允許其 被更加快速地開(kāi)啟和關(guān)閉。該調(diào)節(jié)器運(yùn)行在恒定電流模式中,而且電流將會(huì)流經(jīng) LED 或者 MOSFET。這種方法的一些缺點(diǎn)包括 MOSFET 帶來(lái)的額外成本以及低效能:在 2Ω 電流感應(yīng)電阻器中會(huì)有高達(dá) 180mW 的功率被不斷耗散掉。其優(yōu)點(diǎn)是較高的開(kāi)關(guān)頻率: 在一些實(shí)驗(yàn)中,我們看到 TPS62260 可以成功運(yùn)行在 50kHz PWM 頻率的狀態(tài)下。
當(dāng) PWM 信號(hào)較高時(shí),其會(huì)超過(guò)相應(yīng)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器的正常誤差信號(hào)輸入,其具有一個(gè)600 mV的極限電壓電平。這就是說(shuō),PWM信號(hào)的高電平會(huì)迫使 LED 熄滅。當(dāng) PWM 信號(hào)最終降低時(shí),該調(diào)節(jié)器再次啟動(dòng) ,同時(shí) LED 亮起。整個(gè)電路均由一個(gè)經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)的 5V 1 A DC 電源適配器供電。使用一個(gè)電阻和一個(gè)齊納二極管構(gòu)建的簡(jiǎn)單穩(wěn)壓器將 5V 電平降低至 3.3V,以用于 MSP430 微控制器。該電路可以構(gòu)建在如圖 5 所示的印刷電路板上。有三種版本的電路板,它們之間的區(qū)別僅在于占地面積和 LED 連接排列的不同 。這就允許使用不同類型的 LED,在部件列表中列舉出了一些可供選擇的 LED。
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