一、导言
近年来，跟着半导体技能的不断发展，LED 作为一种供电电压低，功耗小，寿命长，无辐射的新式光源，运用领域日益扩展，彻底可望替代传统的白炽灯和日光灯灯泡，成为固态照明的要害光源。许多固态照 明运用常选用智能操控电路体系来驱动 LED 以实行各种功用和使命，比如为确保流经 LED 的电流不受供电电压动摇的影响坚持稳定，然后使 LED 的亮度无明显改变的亮度调理便是操控电路体系的使命之一。亮度调理触及电流调整与调光操控。操控电路体系的另一使命是失效辨认。因 LED 具有很强的温度相关性，大多失效又与温度有关，故操控电路体系应能实行温度补偿。此外，经过硬件挑选以习惯不同亮度LED组合的驱动也极必要。一块芯片上可集成悉数必要硬件功用的 PIC 微操控器，因为价格低价，时钟频率高达 20MHz，功耗极低和作业温度规模宽等特色，十分适协作 LED 的驱动操控电路。本文即评论以PIC微操控器为操控单元规划LED驱动操控电路的一些考虑。
二、PIC 微操控器
PIC 即可编程中止操控器(Programmable Interrupt Controller)，一类可运用电或紫外光擦除与重写的多功用集成器材。图 1 为微芯(Microchip)公司 PIC 微操控器典型的功用框图。
选用PIC微操控器作LED驱动操控电路体系的中心，需求用到其间几个完好模块和把一些管脚设定为模仿输入。模仿电压经过A/D模块转化为数字量。 被转化的信号由软件选定直接发送给A/D模块。模块的稳定基准电压可经过输入管脚外部施加，也可经过内部的基准电压模块施加。若选用后者，则 PIC 的电源电压应经过电压调控器坚持稳定。操控器编程不需求许多硬件，简略的编程器材经过搜索 www.ic-prog.com 上的实例即可树立。操控器中发生可履行汇编程序的软件都能免费下载。 PIC引荐运用途理便利和答应更改的C编译器，程序可选用模块化规划思路。以主程序为中心设置功用模块子程序，简化规划结构。运转过程中经过主程序调用各 功用模块子程序，进行循环操控即可满足要求。
三、LED 的配备
规划LED 驱动电路有必要考虑 LED 的配备。原则上， LED有三种或许配备：整个电路以电阻构成阵列衔接，每个LED与电阻串联或与电阻构成阵列衔接。图 2 为以每个LED一个电阻构成的LED列阵衔接。图中每个LED具有各自的电阻，这些电阻可作调理二极管电流的基准电阻用。
比如，若某个LED 失效，则非串联情况下的其他 LED 仍继续运作，但因为总电流可在剩下的三条通路中分配，故失效将导致并联二极管中的电流增多，引起亮度的不均匀散布，不过亮度的丢失根本上可由与失效器材同一通路中其他LED的电流增加得到补偿。
四、驱动器的操控功用
① 调光
调光是驱动器操控最基本的功用，经过调光发生不同的 LED 亮度等级。选用脉宽调制 (PWM：pulse width modulation) 是处理调光的简略办法。PWM 信号实际上便是周期切换直流电压的通断，故运用微处理器内置的 PWM 模块即可便利设定和操控 PWM 信号。假如周期坚持不方便，亮度则能够运用脉冲的继续长度，即占空比 D 来调理。选用 PWM 信号的长处是能够坚持峰值电流稳定，然后能够避免因为峰值电流升高发生如比如 InGaN 器材中波长移位之类的负效果。
② 电流调整
驱动器操控的第二个功用是应使 LED的亮度坚持不变。为确保 LED亮度不变，则流经LED的电流有必要稳定。这就要求各单个LED流经的电流都是确认的。为测定流经二极管的电流，每个二极管都要选用串联电阻。经过测 量电阻两头的电压可测出电阻流经的电流，因而便可确认流经LED的电流。电压丈量由 PIC 中电压高达 5V ，并可与稳定基准电压比较的A/D模块履行。但A/D模块不能直接衔接到串联电阻两头，一方面这是因为电压的电平或许远高于5V，别的，便是PWM 信号有必要首要转化成直流信号。经过2次丈量和随后的相减会发生双倍丈量误差。主张选用图3所示消除双倍丈量误差问题的电流丈量电路。
选用该电路时，凡正输入电压与U1相接，负输入电压与U2相接。图中U1和U2信号由RC元件转化成直流信号再与运放衔接。运放可运用各种电阻配备 成减法器。就该电路而言，U1的直流电压将从U2减去，A/D模块测得的便是其差。这能使操控器对电流的改变做出反响。因为运算放大器具有十分高的输入阻 抗，故体系不会受丈量电路影响。
③ 温度丈量
但是因为受温度的影响，即便电流不变，亮度也会改变。图4所示即亮度与温度的相互关系：
为在整个极点温度规模内坚持亮度稳定，有必要选用温度补偿。考虑到环境温度的丈量应尽或许低价，对二极管而言，补偿精度要求不高，容差 5°C 现已满足。下面给出两种或许的温度丈量办法：
选用温度相关型电阻进行温度丈量
首要选一个温度相关型电阻与一个温度不相关电阻串联。经过A/D模块丈量电压，温度便能确认，操控器即可作出相应反响。该法的缺陷是有必要在PIC中以数值表方式保存电阻的呼应曲线。
运用门限定时器丈量温度
该法运用了PIC门限定时器模块的阻止效果。门限定时器模块由受内部 RC振荡器调理的8位定时器组成。一般，定时器在后台运转且常被微处理器重置，假如操控器因过失或陷进死循环。就能从头回到设定状况。但所用 RC 振荡器应与温度相关。如选用外部温度补偿的时钟发生器，则可经过比较两个时钟发生器来确认温度。运用门限定时器丈量温度不需求外部元件，仅仅 PIC 制造商不能确保门限定时器的温度相关性。
④ 毛病辨认
当然， LED 不作业时，亮度调理就没有用途。下面介绍一种检测阵列中单个LED对总毛病奉献的办法。毛病辨认能够选用曾经用于检测电流的电路。LED总的毛病便是导致 通道中止，因而形成串联电阻无电流经过。因为贵重的元件费用和所触及配备的约束，天然不或许对每个二极管都增加电流检测电路。该问题此处选用了能使每个二 极管都被选取并与丈量电路相连的多路复用开关来处理。图5所示为含三个二极管电路选用多路复用开关毛病辨认技能的描绘。
多路开关可经过微操控器进行数字操控。为确认电流调理二极管流经的电流和协助辨认毛病，每个 LED 都标有可供 PIC 选用的地址。
⑤ 不同亮度组的调理
由调理不同亮度组构成的驱动电路体系是一种附加选项。关于很多 LED 来说, 有必要留意将同类型的 LED 分红各种不同亮度的组。亮度不同组的运用导致 LED 流经相同电流发生的亮度不同。亮度可用 PWM 信号调理。可编程的输入/输出引脚即为无须从头编配操控器的调理办法而供给。因各独立的亮度组均由数字选定，故要区别一切数字标志的亮度组，有必要有满足多 输入引脚。例如，3 个输入引脚，则可区别2 3 = 8 个亮度组。所以依据输入引脚的组态(高或低)，便可指定操控器输入处的数目选定相应的亮度组，其亮度因而也可调理。图 6 所示为 3 个输入引脚可用 8 个不同亮度组的示例。依据电阻 R1X – R3X 的值、微操控器的输入端将接收到大于 4V 的高电平信号或小于 1V 低电平信号，然后选定对应的亮度组。
归纳以上考虑，可得图 7 所示驱动电路体系规划原理图：
五、定论
PIC 微操控器能在一块芯片上集成很多必需的硬件功用，十分适协作LED智能操控的驱动体系，本文评论了以 P%&&&&&% 微操控器为操控单元规划 LED 驱动操控电路的各种考虑，提出了规划原理图，希望可为LED 彻底替代传统的白炽灯和日光灯供给某些参阅信息
