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一种相对简单的实现可编程LED驱动器的方法

2021年3月5日
这种特殊的驱动程序非常适合用于照明控制应用,需要紧凑,可扩展,易于电源和高线性电源,但对应用的要求保持警惕。

本文是其中的一部分电源管理系列:驱动LED设计

LED越来越多地被用作节能光源作为对新能源法规的响应。它们与传统灯光的决定性优势 - 它们消耗较少的能量,具有更长的寿命,并以各种颜色提供。

例如,多亏了led,世界上最大的教堂,罗马的圣彼得大教堂,现在可以用一种新的光来看了。通过智能控制系统,即使是它的重要宝藏的最小细节也可以被预先设定的照明场景照亮。这些数字控制系统集成了可编程的LED驱动器,可以根据需要激活LED。

图1显示了一个三通道led驱动配置的示例。数模转换器(DAC)的三个输出电压中的每一个,在这种情况下AD5686模拟设备,控制电压-电流转换级,在其负载路径中,每个LED通道位于单个LED。


这三个转换级都是由一个运放(ADA4500-2)和一个连接的MOSFET,控制LED电流。这个LED电流理论上可以达到几个安培,这取决于电压源(VS)和负载电阻,在这个电路中是2 Ω。因此,选择一个合适的MOSFET是非常重要的。

DAC输出电压的质量在很大程度上取决于参考电压源V裁判.应该使用高质量的参考源。的ADR4520是这样一个例子吗(图1).它具有非常低的噪音,极高的长期精度和高温稳定性。

由于ADR4500-2的内部设计,典型的轨对轨放大器表现出一定的非线性和交叉失真。他们的输入级由两个并联的差分晶体管组成:PNP级(Q1和Q2)和NPN级(Q3和Q4)(图2)


根据施加的共模电压,两个输入对产生不同的偏置电压和偏置电流。如果一个共模电压被施加到放大器的输入端,其电压与电源的负电压或正电压相差小于0.7 V年代),则两个输入阶段中只有一个处于活动状态。此时,只会出现各自有功级的误差(偏置电压和偏置电流)。如果电压上升到0.8 V,两个输入级都将是有源的。在这种情况下,偏置电压会突然改变,导致所谓的交叉失真和非线性。

相比之下,ADA4500-2有一个集成的输入端电荷泵,这使得它可以在没有第二个差分对的情况下覆盖轨道到轨道的输入范围,从而避免交叉失真。ADA4500-2的其他优点是它的低偏置、偏置电流和噪声组件。

在这种电路中,重要的是要注意负载/电流路径中的电感,这可以通过LED的布线出现。电线通常几米长,如果不提供正确的补偿,可能会导致不希望的振荡。该电路中的补偿是通过反馈路径来实现的,该反馈路径返回由分流电阻测量的电流,进入运算放大器的输入。ADA4500-2上的现有电阻和电容电路应根据引起的电感进行调整。

电路显示在图1,可通过DAC编程的多通道LED驱动器可以相对容易地实现精确的照明控制应用。但是,重要的是要根据特定的需求调整尺寸以避免故障。

结论

本文中描述的电路展示了一种相对简单的方法来创建一个可编程的LED驱动器,它是精确照明控制应用的理想选择,需要一个紧凑、可伸缩、易于供电和高度线性的电源。然而,尺寸必须适应应用的要求,以避免任何故障由于各种现有的电感,如线路和寄生电感。

更多信息请参阅电源管理系列:驱动LED设计

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