紅色、綠色和藍色 (RGB) LED 可用于 建筑和舞臺照明系統創建 明亮投射的顏色 - 有時使用白色 LED 添加到 RGB 混合中以擴展色調的顏色范圍, 飽和度和亮度。無論 顏色分量的數量,每個分量的亮度 必須精確控制組件顏色才能實現 可預測的顏色,或補償顏色差異 在發光二極管中。可用顏色的數量取決于 關于每個可分辨亮度級別的數量 組件顏色。一些系統提供更低的分辨率 到 1/256(8 位)的全亮度。更高的分辨率是 可能并產生更多的顏色(圖2)和控制。
圖2.我2C 控制的 LT3964 RGBW LED 驅動器可為舞臺或建筑照明裝置中使用的高功率 LED 實現前所未有的色彩控制。驅動程序解決方案通常提供 8 位顏色分辨率?;?LT3964 的解決方案可實現 13 位色彩分辨率 — 使用本文所述的直觀降壓驅動器設置輕松實現。
最準確的控制方法 寬 LED 亮度范圍采用 PWM 調光控制。LED 驅動器具有 內部PWM調光時鐘和數字 寄存器(用于設置調光比)為 RGBW 系統的最佳選擇。為 大型和復雜的系統 - 那些 具有許多不同的組件 RGBW LED — 串行通信總線 啟用這些寄存器的即時設置 在數字增強型 LED 驅動器中。
圖 3 顯示了兩種驅動方式和 變暗的 RGBW 指示燈。第一種,矩陣LED 調光器解決方案,直到最近, 數字控制高功率的最佳方式 RGBW LED 陣列與。第二個,一個 “直驅”解決方案,是一種更準確, 高效、低紋波的解決方案 四個獨立的數字增強型 LED 驅動程序,每種顏色(R、G、B 和 W)一個。
圖3.為大型 RGBW LED 陣列供電和控制顏色(元件調光)的兩種方法:(a) 使用 LT3965 的矩陣調光器與 (b) LT3964 直接驅動解決方案。LT?3964 非矩陣解決方案具有改進的顏色控制、解決方案效率和更低的紋波。
在這樣的系統中,每個單獨的LED的LED電流或PWM調光或 燈串由其自己的 LED 驅動器驅動,并且 控制信號如圖2所示。在 矩陣調光器解決方案,單個 LED 調光器控制 PWM 電流高達 到八個指示燈。增加的要求 該系統是高壓線和 低輸出電容降壓LED驅動器至 驅動指示燈串。高壓 鐵路可能需要額外的提升 穩壓器和 LED 電流(來自 低輸出上限降壓)可能具有高紋波。
大量照明系統 的 RGBW LED 需要大量 驅動程序數和同步 向這些驅動程序發送的控制信號。 最高性能的方法是 直接控制每個組件 LED 配備自己的高性能 LED 司機。在這種方法中,PWM調光 以及每個直流電流和電壓, 每個,LED都可以控制 最少的紋波和最大的 可 預見性。這種類型的系統很容易 使用 LT3964 雙降壓型實現 通過串行總線控制的 LED 驅動器。
雙降壓 LED 驅動器,帶 I2C 調光控制
LT3964 雙通道降壓型 LED 驅動器 我2C 控制和報告是理想的 用于驅動多個 LED 或 具有高電流和高帶寬的 LED 串 — 通過串行通信。 降壓穩壓器本質上是 高帶寬,并具有兩個36V, 2MHz,同步和高頻 采用單封裝的降壓 LED 驅動器, 帶集成 2A 開關,使 驅動多個大電流通道 使用 LT3964 時相對容易使用 LED。
這 我2C 串行通信能力 簡化模擬和 PWM 調光 用于兩個獨立的大電流 LED 每個 LT3964 支持的通道,具有 多達 8 個不同的 LT3964 地址 單 I2C總線。例如,2MHz 雙通道 1A 降壓 LED 驅動器示例電路 圖4中的高效率和 非常小的尺寸。它可以改變為電源 每個通道高達 30V 的 LED,來自 34–36V 輸入(如數據手冊所示),具有 效率大于90%。
圖4.2 MHz雙通道1 A(或更多)降壓LED驅動器演示電路DC2424A具有高效率和緊湊的布局。如數據手冊所示,可以將其更改為從34 V至36 V輸入為每通道高達30 V的LED供電,效率超過90%。
13 位 RGBW 顏色控制
兩個 LT3964 驅動器足以 驅動單個或一串 RGBW 1A(或更高)的 LED,如 圖5.雖然 RGBW 顏色是 通常使用 1:256、8 位控制 分辨率,LT3964 可以實現 高達 1:8192、13 位、PWM 調光 對于每個通道,結合 1:10 模擬調光 — 全部由 I 控制2C.
圖5.兩個LT3964驅動器可以一起使用,以超過1 A的電流驅動單個或一串RGBW LED。每種 RGBW 分量顏色都受調光分辨率(通常為 1/256 或 8 位分辨率)的限制?;?LT3964 的解決方案可提供更高的分辨率,可實現高達 1/8192 或每個通道的 13 位 PWM 調光,并結合 1/10 模擬調光 — 全部由 I 控制2C.
這種直接驅動方法允許 組件 RGBW LED 在 亮度和電壓 — 每個通道 完全獨立。在此示例中, 單個 Cree RGBW LED 由四個 LT3964 通道,每個通道具有 1A 輸出。 通過一些數字寄存器更改, 亮度和顏色控制擴展為 遠至 1:8192 PWM 調光和 1/10 模擬調光可以為每個紅色、綠色、藍色和白色 LED 提供。這 唯一真正的顏色限制是 LED 他們自己。事實上,擁有這么多 對顏色混合的控制允許 如果需要,可以對 LED 進行顏色校正。
易于同步,適用于大型陣列和低紋波操作
集成同步電源 開關和 2MHz 開關頻率 導致解決方案尺寸非常小,具有 小型電感器和陶瓷輸出電容器 對于每個 LED 通道?!犊死麕焯亍?LT3964 的 SYNC 引腳允許兩個 IC 進行同步,防止不必要的節拍 頻率,并保持統一的定時 通過串行通信進行PWM調光。 這消除了對 兩個IC均采用外部時鐘 時鐘源,簡化解決方案。
圖6顯示了低紋波輸出 此 4 通道、2 IC 解決方案的電流 與上面提到的更高紋波矩陣LED調光器解決方案形成鮮明對比。 顯然,非矩陣,直接驅動 LT3964 解決方案提供更清潔的 LED 電流波形比矩陣調光器 具有較高紋波含量的解決方案 由于輸出電容小。
圖6.與紋波矩陣較高的 LED 調光器解決方案相比,4 通道、雙通道雙降壓 LED 驅動器解決方案具有低紋波電流。LT3964 的 LED 電流波形比調光器解決方案更清晰。
靈活、直觀的降壓方案
LT3964 具有足夠的靈活性,可以支持 需要四種以上顏色的系統 組件。RGB(W) 的色域 LED 如圖 7 所示。當更寬 需要顏色范圍,兩個額外的 LED 元素,如琥珀色、更多綠色或 甚至可以添加青色 LED。要開車 附加組件顏色,簡單 將另一個 LT3964 連接到同一 I2C總線。
圖7.可見色域包括 RGB 色域中不可用的顏色。當需要擴展范圍時,只需將一個LT3964連接到同一I上,即可添加兩個額外的LED元件,例如琥珀色、額外的綠色甚至青色LED。2C總線。
并非所有 RGBW 混色 LED 系統 使用單片 RGBW LED 芯片。在 一些系統,單獨的紅色字符串, 綠色和藍色 LED 內置于 更大、更亮的燈具。指示燈串 可以驅動不同的電壓 通過每個 LT3964 降壓通道,作為 只要 LED 燈串電壓保持不變 低于輸入電壓。向上的字符串 至 30V 的 LED,1A 或更大電流 由單個 LT3964 通道驅動。
我2C 串行通信
有兩個控制選項 利用 LT3964 實現模擬和 PWM 調光 指示燈驅動器。一種選擇是直接開車 帶外部電壓的調光引腳 不使用串行總線。在非 I 中2C 模式,CTRL1 和 CTRL2 引腳為 由可調直流電壓驅動,用于 LED 和 PWM1 和 PWM2 引腳由 占空比對應的脈沖信號 到 LED 的 PWM 調光亮度。在這種方法中,LED的 PWM 頻率同步到 PWM 引腳輸入和 LED 亮度 與 LED 電流占空比匹配 PWM 引腳輸入脈沖。在較大的系統中, 生成 PWM 和 模擬調光輸入信號,適用于大信號 通道數可能很復雜。
第二個,可能更有效 方法正在使用串行通信 巴士,如我2C 控制每個 LED 通道或字符串。簡單的 2 線 I2C總線用于控制的功能 來自單個的八個不同的從設備 主設備,如小型微控制器。 以高達 400kHz,I2C總線主站只需要 生成三個字節以更新每個字節 LT3964 從站上的 9 個寄存器 設備。有四個PWM寄存器,兩個 模擬調光寄存器,狀態使能 用于設置故障的寄存器,狀態寄存器 用于讀取錯誤和配置 注冊一些全局函數。I 的三個字節2C 寫入命令 包括地址、子地址和 數據字。圖 8 演示了 不同的我2C 使用的書寫和閱讀單詞 在 LT3964 串行通信中。
圖8.The LT3964 I2C 串行通信使用標準 I2C 書寫和閱讀單詞。
LT3964 具有 13 位 (1:8192) PWM 使用 I 的調光能力2C. 脈寬調制 調光占空比和頻率 通過寫入兩個PWM進行設置 每個通道的調光寄存器為 如圖 9 所示。圖 10 顯示 得到的 ILED 波形。這很容易 最多可更新 16 個不同的頻道 (每個頻道和八個地址 總計)與快速系列的 I2C 寫道。
圖9.LT3964 具有 13 位 (1:8192) PWM 調光能力,具有 I2C. PWM調光占空比和頻率通過寫入每個通道的兩個PWM調光寄存器來設置。此處,通道 2 設置為 1:8192 調光,而通道 1 設置為 128:256 模擬調光。
圖 10.我發光二極管波形顯示 1:8192 調光。
除了PWM調光控制, 每個通道具有一個 8 位模擬 調光寄存器,可更新 使用單個寫入命令。模擬 調光,如果調用,通常只使用大約 1/10 調光。更多 通常,PWM調光專門用于 對于 RGBW 顏色混合 - 這就足夠了 實現準確且可重復的顏色 無需添加模擬調光即可創建。 然而,在需要 擴展控制,直流 LED 電流調節 是一個有用的工具,可以在盒子里。
其他 I2C 寄存器包括故障保護 設置和閱讀。The LT3964 可以通過其報告每個通道的故障 警報引腳和我2C 狀態寄存器。這 僅當狀態 寄存器單獨啟用,并且 出現故障。開放式指示燈,短 LED、過流和過壓 兩個通道的反饋故障都可以 啟用、報告和讀?。▓D 9)。 也可以禁用和忽略它們。 故障保護可能是一個關鍵部分 任何串行通信系統。
2MHz 演示電路和 QuikEval
很容易生產原型和 評估具有I2C. ADI公司創建了一個演示 電路,包括圖形 用于測試串行的用戶界面 (GUI) 通信。該系統使用 奎克埃瓦爾?通過Linduino One演示連接到PC時的程序 電路 (DC2026C) 通過 USB 實現??焖偃腴T 連接和評估指南 包括 LT3964 演示電路 DC2424A 在演示手冊中 電路。簡而言之,當連接到 USB 時 通過DC2026C (Linduino)LT3964 演示電路串行通信可以 一次評估一個命令。?
圖 9、11 和 12 顯示了易于使用的 LT3964演示電路的GUI頁面。上 每個頁面,都可以設置寄存器元素, 然后通過 I 更新2C 串行總線。這 模擬和PWM調光寄存器可以 針對每個頻道以及 狀態啟用位,全局配置 寄存器,并且狀態啟用位。為 每個我2通過總線發送的 C 命令, 界面顯示地址、子地址、 和生成的數據位。寄存器 也可以通過 GUI 讀取命令讀回。如果在 測試時,GUI 顯示警報信號 在左上角(圖 13)和步驟可以 被采取來檢查性質 故障并通過 狀態和狀態啟用寄存器。
圖 11.LT3964 DC2424A 演示電路可通過 QuikEval 采用一個自由 GUI 進行控制。在每個頁面上,可以設置寄存器元素,然后 I2按下按鈕即可通過USB和Linduino DC2026C演示電路發送C寫或讀命令??梢詾槿魏蔚刂吩O置IC地址位,并且GUI可以同時與多個LT3964 IC通信。
圖 12.我2C 寄存器包括故障保護設置和讀取。LT3964 可通過其報警引腳和 I 報告每個通道的故障2C 狀態寄存器。僅當狀態寄存器單獨啟用且發生故障時,才會報告故障??梢詥⒂?、報告和讀取兩個通道的開路 LED、短路 LED、過流和過壓反饋故障。也可以禁用和忽略它們。
圖 13.可以連接兩個現成的 DC2424A 演示電路,并用于驅動 RGBW LED 或帶狀電纜的 LED 串,用于 I2使用 GUI 和 Linduino 的 C 控件。
在單個 RGBW 系統中,有兩個 需要單獨的 IC 地址(用于四個 LED 組件)在 I 上2C總線。默認情況下, GUI 將所有命令發送到默認值 地址“1100”,但可以更改。 地址顯示在右上角 每個頁面,可以通過單擊進行更改 在數字上。因此調光和 多達八個地址的狀態寄存器 可以控制和讀取 使用圖形用戶界面。此外,數字 GUI的單詞頁面允許用戶 輸入任意三個地址,子地址 和數據字手動發送 作為我2C 命令。用戶可以查閱數據表或其他頁面 用于生成讀取和寫入的 GUI 命令,以串行形式顯示 屏幕底部的數據記錄。
圖 13 顯示了綁扎的難易程度 以及兩個現成的DC2424A演示 帶狀電纜的電路,用于I2C 控制 使用 GUI 和 Linduino。The SDA 和 SCL 2 線 I2C 行共享在 總線和警報信號連接 連同林杜伊諾帶狀電纜。 每個 LT3964 的 ALERT 引腳是一個 集電極下拉開路,使主控 可以檢測何時存在故障 在任何 IC 上。發生這種情況時,GUI 在 左上角。一旦系統故障 由主微控制器檢測到, 遵循警報響應協議 檢測和/或清除故障。
故障檢測和協議
LT3964 具有廣泛的故障保護功能。 它平穩地處理打開和 指示燈串短暫故障。它可以 還可以處理過流故障 輸出,不一定短 電路。當這些故障發生時, LT3964 的警報故障標志斷言。 當在同一總線上共享時,警報 當系統中的任何 LT3964 時,總線線被拉低 (置位) 經歷失敗。我2C 通信 可用于定位IC 先有故障,再診斷 故障本身。故障類型 可以斷言可以設置警報標志 在狀態啟用寄存器中。一個 故障,如短路 LED 或 LED 過流 可以在此處啟用或禁用。
在警報斷言之后,廣播 READ 命令用于輪詢從站 用于找出哪個 IC 正在發出警報。 在多個警報的情況下,IC 較低的地址首先發送其地址。 下一步是讀取狀態寄存器 的錯誤地址。這應該 提供足夠的信息來診斷 故障并清除故障標志。如果故障 標志保持斷言,另一個廣播讀取命令可以檢查后續 錯誤的地址。當故障 地址和狀態寄存器具有 已讀取,故障狀態位可以是 通過向 地址錯誤。如果故障不明確, 可以報告需要服務, 或者可以通過轉動來忽略故障 關閉啟用故障的狀態位。
結論
LT3964 雙通道降壓型 LED 驅動器 我2可以使用 C 串行通信 在計算機控制的照明系統中 具有大量高功率 指示燈和指示燈通道。兩個 LT3964 是 足以驅動單個 RGBW LED— 或 RGBW LED 串 — 在 1A 時 準確和精確的調光產生 可預測的可重復顏色內容。
使用現成的易于評估 DC2424A 演示電路和免費的 QuikEval 基于 PC 的軟件。LT3964 的共享 我2C 2線串行通信總線可以 用于控制多達八個地址 和 16 個切換通道。其廣泛的輸入 電壓范圍和緊湊,但功能強大, 集成同步降壓 開關可用于高達 30V 的 LED 在每個通道上。開關頻率 高達 2MHz 的能力可實現緊湊 設計和小型電感器,重要 當驅動器電路重復時 在整個大型系統中, 具有眾多 LED 和頻道。
審核編輯:郭婷
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