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如何實現(xiàn)一個可編程LED驅動器

要長高 ? 來源:中國ic網(wǎng) ? 2023-06-07 10:03 ? 次閱讀

為響應新能源法規(guī)的要求,LED正越來越多地被用作節(jié)能光源。與傳統(tǒng)燈具相比,它們具有決定性優(yōu)勢:能耗更低,壽命更長,并且有各種顏色可供選擇。例如,借助LED,世界上最大的教堂——羅馬圣彼得大教堂,現(xiàn)在得以呈現(xiàn)于全新燈光下。

通過智能控制系統(tǒng),即使是其重要藏品最小的細節(jié)也可以通過預設的照明場景進行一一呈現(xiàn)。這些數(shù)字控制系統(tǒng)集成了可編程LED驅動器,因此可按需激活LED。圖1顯示了一個3通道LED驅動器配置的示例。

image.png

圖1. 用于控制三個獨立LED的LED驅動器的簡化原理圖。

數(shù)模轉換器DAC)(在本例中為ADI公司AD5686)的三個輸出電壓中的每一個都控制一個電壓-電流轉換器級,在每一級的負載路徑中放置獨立的LED,用于每個LED通道。所有三個轉換器級均由運算放大器(運放)ADA4500-2并連接一個用來控制LED電流的MOSFET實現(xiàn)。理論上,這個LED電流可以高達幾安培,具體取決于電壓源(VS)和負載電阻,在本電路中為2Ω。因此,選擇合適的MOSFET非常重要。

DAC輸出電壓的質量很大程度上取決于基準電壓源VREF。應使用高質量的基準電壓源。ADR4520就是這樣一個例子,如圖1所示。它具有極低的噪聲、超高的長期精度和出色的溫度穩(wěn)定性。

由于ADA4500-2的內部設計,典型的軌到軌放大器具有一定的非線性和交越失真。它們的輸入級由兩個并聯(lián)的差分晶體管組成:PNP級(Q1和Q2)和NPN級(Q3和Q4),如圖2所示。

image.png

圖2. 運算放大器中的軌到軌雙極晶體管輸入級簡化版。

根據(jù)所施加的共模電壓,兩組輸入對產(chǎn)生不同的失調電壓和偏置電流。如果共模電壓施加到放大器輸入端,與正或負電源電壓(VS),相差小于0.7V,則只會激活兩個輸入級中的一個。那么,僅會出現(xiàn)對應于有效級的誤差(失調電壓和偏置電流)。如果電壓升至0.8V,則兩個輸入級都將激活。在這種情況下,失調電壓可能突然改變,導致所謂的交越失真和非線性。

相比之下,ADA4500-2具有集成的輸入端電荷泵,無需第二個差分對即可覆蓋軌到軌輸入范圍,從而避免了交越失真。ADA4500-2的其他優(yōu)勢還包括低失調、低偏置電流和低噪聲分量。

在這類電路中,必須注意負載/電流路徑中由LED連線產(chǎn)生的電感。導線通常為數(shù)米長,如果沒有提供正確的補償,可能會導致異常的振蕩。此電路中的補償通過反饋路徑實現(xiàn),它將由分流電阻測量的電流返回到運算放大器的輸入。應根據(jù)產(chǎn)生的電感調整ADA4500-2上現(xiàn)有的電阻和電容電路。

利用圖1所示的電路,能夠更簡易地實現(xiàn)可通過DAC編程以用于精確照明控制應用的多通道LED驅動器。根據(jù)特定需求進行適當調整以避免功能異常也是十分重要的。

結 論

本文所述的電路顯示了創(chuàng)建可編程LED驅動器更簡單的方法,該驅動器非常適用于需要緊湊、可擴展、易于供電和高線性度電源的精確照明控制應用。不過,尺寸必須適應應用的要求,以避免由于各種存在的電感(例如線路電感和寄生電感)引起的任何故障。

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