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双极LED驱动电路的工作原理

2019-01-14 15:21:55

蚂蚁芯城一站式电子元器件采购服务平台为您解读:双极LED驱动电路的工作原理。

LED驱动器或双极LED驱动器是对LED或LED灯施加调节量的电流和电压的电路。LED灯是一种灯,其包含配置在电路中的LED布置,该电路被设计为有效地操作。双极LED驱动器电路是针对LED优化的电源,通常称为“LED驱动器”。

LED驱动器从主交流电(AC)电源(初级电压)接收电力。驱动器对该初级电压进行整流,以在次级侧产生恒定的DC电压,以驱动LED灯。LED驱动器可以具有庞大的铁芯变压器,以将主高压降低到LED灯的较低电压(例如12V)。

大多数家庭使用功率逆变器来降低LED灯的电压,因为它们具有较低的成本和较小的外形。

双极LED的基本结构

发光二极管(LED)是两个终端半导体器件。当电流在称为热释光的过程中流过它时,LED的PN结释放光子。LED的颜色由所用材料的类型决定 - 它设定了半导体特有的能带隙特性。

LED和电路符号的结构

LED也由PN结制成,但硅不适合,因为能量势垒太低。第一个LED由砷化镓(GaAs)制成,并产生约905nm的红外光。

产生这种颜色的原因是GaAs中导带和最低能级(价带)之间的能量差。当在LED上施加电压时,给予电子足够的能量以跳入导带并且电流流动。当电子失去能量并回落到价带中时,通常会发射光子(光)。

半导体中的光子发射

采用微控制器的双极LED驱动电路

这是一个简单的电路,其设计涉及微控制器,振荡器和微控制器复位电路的接口以及LED电阻的选择。

使用微控制器的双极LED驱动器电路

这里使用的LED具有2.2V的正向压降,因此可以使用5V电源进行偏置。该电路使用微控制器驱动双极LED。LED驱动电路的控制由微控制器程序完成,基于输入按钮。因此,微控制器被编程为向两个输出引脚发送适当的信号。这些输出引脚连接到双极LED的端子。

通过将两个按钮开关连接到端口P1并将双色LED的两个端子连接到端口P2来实现微控制器接口。?振荡器设计通过选择两个10pF陶瓷电容来完成,以提供稳定性。时钟信号使用11MHz晶体振荡器产生。

通过选择10uF的电解电容器和10K的电阻器来设计复位电路,以实现100ms的复位脉冲宽度。电阻两端的电压降保持在1.2V左右。

双极LED驱动电路的工作原理

电路接通电源后,微控制器始终扫描端口P1的输入引脚。如果按下第一个按钮,则微控制器在相应的输入引脚上接收一个低逻辑信号,因此编译器将高逻辑信号分配给引脚P0.0,将低逻辑信号分配给引脚P0.1。这使得LED的红光发光。

现在当按下第二个按钮时,编译器将相应地分配一个低逻辑信号,将分配给两个输出引脚,LED将被关闭。

用于555定时器的LED亮度控制的LED驱动电路

用于555定时器的LED亮度控制的LED驱动电路通常通过快速切换到LED的电源来实现,使用称为脉冲宽度调制(PWM)的过程来控制电源的ON / OFF比。LED驱动器还内置一个控制回路,以保持恒定电流。

用于555定时器的LED亮度控制的LED驱动电路

以上所示的电路基于555定时器IC设计。接通电路(5V),因为555 IC触发引脚的电压小于1/3 Vcc。

输入电压将通过10kΩ电位器和二极管D2?到达电容器,以便电容器以时间常数RdR1C开始充电(其中Rd是二极管D2的正向电阻)。

当电容器电压超过2/3 Vcc时,555定时器复位。然后输出将为零伏。此时,电容器通过二极管D1和电位器R1放电到输出引脚,因为它处于地电位。当电容器电压低于1/3 Vcc时,555 IC的输出再次升至5V。这个过程继续。

这里充电和放电路径完全不同,因为它被二极管D1和D2隔离(参见上面的图像)。如果电位器中点为50%(中间),我们将获得50%的占空比(相等脉冲宽度的方波)。

通过改变充电和放电时间可以改变脉冲宽度,这可以通过调节电位计来实现。因此,我们根据所需的强度水平获得PWM信号。

该信号通过4.7kΩ电阻施加到LED。LED的亮度与方波的平均值成比例。对于高脉冲宽度,可以获得LED的巨大亮度。另外,如果是低脉冲,亮度也会降低。

双极LED驱动器的应用

LED驱动器的一些应用是:

  • 工业/户外照明
  • 路灯的自动强度控制
  • 商业照明
  • 住宅照明
  • 手机相机闪光灯
  • 汽车内饰或尾灯
  • 便携式手电筒/手电筒
  • 标牌
  • 电梯照明
  • LCD背光

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