高亮度LED 在照明运用中的运用越来越广泛。在这儿将介绍一种简略的“气氛照明灯”，其仅运用了少数的组件。一切这三种LED 均由运用开关调理器的安稳电流来供电，一同亮度操控由能够发生三种 PWM 信号的 MSP430 微操控器来完结。能够用磨砂玻璃外壳将印刷电路板安装到台灯中，或许也能够和 LED 聚光灯一同运用来进行间接照明。
不管其功耗有多大，现在的 LED 一般都运用一个安稳电流源来驱动。这是由于以流明 为单位的光输出量和电流量成正比例 联系。因而，一切的 LED 厂商都规则了比如光输出、可视视点和波长等参数，作为正向电流 IF 的函数，而非像人们所期望的那样作为正向电压 VF 的函数。所以，咱们在电路中运用了恰当的安稳电流调理器。用于高亮度 LED 的安稳电流市场上大多数开关调理器都被装备为安稳电压源，而非安稳电流源。将安稳电压调理器转换为安稳电流运转有必要要对电路进行 简略、略微的改动。咱们运用了一个压降被调理了的电流感应电阻器，而非一般用于设定输出电压的分压器。
图 1 一个开关调理器既能够被装备为一个电压源也可被装备为一个电流源LED 亮度调理
LED 亮度调理的办法主要有两种。第一种也是最为简略的一种办法就是运用模仿操控直接操控流经 LED 的电流：通过下降流经 LED 的电流带来下降其亮度。可是不幸的是，这种办法存在两个严峻的缺陷。首要，LED 的亮度并非严格地和电流成正比例联系， 其次，当电流的改变超越 LED 额定值时发光的波长（以及由此带来的色彩改变）可能会跟着电流改变而发生改变。这两种现象一般 是咱们不期望看到的。略微杂乱一点的操控办法是运用能够供给 LED 额定作业电流的安稳电流源。这样，附加电路就能够运用给定脉冲距离比 （mark -space raTIo） 快速地将 LED 敞开和封闭，然后均匀宣布更少的光，感觉就像是光的强度下降了。通过脉冲距离比，咱们能够较轻松地 对 LED 的感知亮度进行调理。
运用 PWM 进行调光作为一个示例，咱们将会看到一些运用 TPS62260 施行 PWM 操控的办法。TPS62260 是一款同步降压转换器，其具有集成的开关 元件，典型的时钟频率为 2.25MHz。在图 2 的电路中，咱们以黑色显现了将 PWM 信号直接衔接至 EN（使能）引脚的可能性。整个开 关调理器电路和 PWM 信号一同敞开和封闭。在咱们试验中的试验标明，在这种装备中，咱们能够运用一个高达 100Hz 的 PWM 频 率。这种摆放的长处是其简易性：不需要额定的组件。别的，它仍是最为高效能的施行办法，由于该开关调理器在封闭时仅发生非 常少的静态电流。其缺陷是，LED 对使能引脚上高电平的反响被推迟。这是由于开关调理器具有一种“软发动”功用：当器材被敞开时 ，输出电流逐步上升，直到其到达额定的 LED 电流。
在一些运用中，这种上升斜坡可能会存在一些问题，由于 LED 发光的波长随电 流从其最小值到正常作业电平的逐步增强而改变。例如，在一个 DLP 投影仪或 LCD 电视面板的 LED 背光灯中，这种改变可能是我 们无法承受的。可是，就这个演示项目而言，肉眼无法看到这种影响。在第二个变量中（图 2 中赤色所示部分），PWM 信号通过一个小信号二极管被耦合至 TPS62260 的差错放大器输入端。在本电路 中，一个施加于操控输入端的超越 600mV 的正电压会使差错放大器输入驱动过度，并由此封闭 LED。由于这个电路没有运用使能 输入，因而它不具有与调理器软发动功用相关的发动推迟，且 LED 被极为快速地敞开和封闭。因而，上述电流斜坡所带来的输出波长改变在本结构中小到能够被忽略不计。别的，咱们在试验室里发现，PWM 频率能够上升 到 5kHz。图 2 中蓝色部分显现了第三种可能性。这儿的 PWM 信号被用于操控线连至 LED 的 MOSFET。MOSFET 使 LED 短路，并答应其 被愈加快速地敞开和封闭。该调理器运转在安稳电流形式中，并且电流将会流经 LED 或许 MOSFET。这种办法的一些缺陷包括 MOSFET 带来的额定本钱以及低效能：在 2Ω 电流感应电阻器中会有高达 180mW 的功率被不断耗散掉。其长处是较高的开关频率： 在一些试验中，咱们看到 TPS62260 能够成功运转在 50kHz PWM 频率的状态下。
图 2 施行调光功用的三种办法
图 3 运用 JTAG 衔接 （JP1）、eZ430 衔接器 （JP2） 和旋转编码器 （R1） 根据 MSP430 微操控器的这种电路的操控部分
图 4 由三个装备为安稳电流源的开关调理器和一个运用分立组件构建的 3.3V 安稳电源组成的电路部分实践电路
该电路的中心为一个 MSP430F2131 微操控器。对它进行编程，以使其起到一个三重 PWM 生成器的效果，并 从旋转编码器读取数值。编码器值用于对一个包括一切赤色、绿色和蓝色 LED 脉冲距离比值的查寻表编索引。然后，相应的 PWM 信号就会呈现在挨近 122Hz 频率时的输出引脚 TA0、TA1 和 TA2 上。该信号的强度足以保证 LED 不会呈现闪耀，由于眼睛将 单个光脉冲滑润成了一个均匀可感知强度值。就实践施行而言，咱们挑选了图 2 中赤色部分所示的 PWM 操控办法，其在电路杂乱性和功能之间给出了一个较好的平衡值。 每一个 LED、赤色（D14）、绿色（D24）和蓝色（D34）均由一个来自单个 TPS62260 DC/DC 转换器的安稳电流供电。2Ω 电阻器将流经 LED 的额定电流设定在 300mA。运用 TPS62260 的“大哥”级产品 TPS62290 能够获得更强的电流（高达 1A），其选用相同的方法进行 封装。运用小信号二极管（D13、D23 和 D33）耦合 PWM 信号。
当 PWM 信号较高时，其会超越相应开关调理器的正常差错信号输入，其 具有一个 600 mV 的极限电压电平。这就是说，PWM 信号的高电平会迫使 LED 平息。当 PWM 信号终究下降时，该调理器再次发动 ，一同 LED 亮起。整个电路均由一个通过调理的 5V 1 A DC 电源适配器供电。运用一个电阻和一个齐纳二极管构建的简略稳压器将 5V 电平下降至 3.3V，以用于 MSP430 微操控器。该电路能够构建在如图 5 所示的印刷电路板上。有三种版别的电路板，它们之间的差异仅在于占地面积和 LED 衔接摆放的不同 。这就答应运用不同类型的 LED，在部件列表中罗列出了一些可供挑选的 LED。
本站网技能修改点评剖析：
散热图在高功耗 LED 的功能中，作业温度是一个重要的参数，其会给作业寿数、正向电压、输出波长乃至是设备的亮度带来很大影响。LED 的作业温度越高，其预期寿数就越短。考虑到这一要素，挑选的印刷电路板尺度，要能够答应将 SK477100 型散热 片安装到运用双面粘合热传输资料的电路板反面。在满功率下运转时，这能够将 LED 的温度从 61 °C下降至 54 °C。该散热片还有助于加快印刷电路板区域上的热量耗散。制造一幅示例散热图，可将电路板和 LED 拼装在一同。
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