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可编程LED灯珠驱动器的简化设计-设计应用

发布时间:2021-10-22 13:54:46 人气:

可编程LED灯珠驱动器的简化设计?

      LED灯珠正越来越多地被用作节能光源。与传统灯具相比,它们具有决定性优势:能耗更低,寿命更长,并且有各种颜色可供选择。例如,借助LED灯珠,世界上的教堂——罗马圣彼得大教堂,现在得以呈现于全新灯光下。通过智能控制系统,即使是其重要藏品的细节也可以通过预设的照明场景进行一一呈现。这些数字控制系统集成了可编程LED灯珠驱动器,因此可按需激活LED灯珠。图 1 显示了一个 3 通道LED灯珠驱动器配置的示例。  数模转换器(DAC)(在本例中为 ADI 公司的 AD5686)的三个输出电压中的每一个都控制一个电压-电流转换器级,在每的负载路径中放置独立的LED灯珠,用于每个 LED灯珠 通道。所有三个转换器级均由运算放大器(运放)ADA4500-2 并连接一个用来控制 LED灯珠 电流的 MOSFET 实现。理论上,这个 LED灯珠 电流可以高达几安培,具体取决于电压源(VS)和负载电阻,在本电路中为 2 Ω。因此,选择合适的 MOSFET 非常重要。  DAC输出电压的质量很大程度上取决于基准电压源 VREF。应使用高质量的基准电压源。ADR4520 就是这样一个例子,如图 1 所示。它具有极低的噪声、超高的长期精度和出色的温度稳定性。  由于ADA4500-2 的内部设计,典型的轨到轨放大器具有一定的非线性和交越失真。它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),如图 2 所示。    图 1.用于控制三个独立 LED灯珠 的 LED灯珠 驱动器的简化原理图。    图 2.运算放大器中的轨到轨双极晶体管输入级简化版。  根据所施加的共模电压,两组输入对产生不同的失调电压和偏置电流。如果共模电压施加到放大器输入端,与正或负电源电压(VS)相差小于 0.7 V,则只会激活两个输入级中的一个。那么,仅会出现对应于有效级的误差(失调电压和偏置电流)。如果电压升至 0.8 V,则两个输入级都将激活。在这种情况下,失调电压可能突然改变,导致所谓的交越失真和非线性。  相比之下,ADA4500-2 具有集成的输入端电荷泵,无需第二个差分对即可覆盖轨到轨输入范围,从而避免了交越失真。ADA4500-2 的其他优势还包括低失调、低偏置电流和低噪声分量。  在这类电路中,必须注意负载/电流路径中由 LED灯珠 连线产生的电感。导线通常为数米长,如果没有提供正确的补偿,可能会导致异常的振荡。此电路中的补偿通过反馈路径实现,它将由分流电阻测量的电流返回到运算放大器的输入。应根据产生的电感调整 ADA4500-2 上现有的电阻和电容电路。  利用图1所示的电路,能够更简易地实现可通过 DAC 编程以用于照明控制应用的多通道 LED灯珠 驱动器。根据特定需求进行适当调整以避免功能异常也是十分重要的。  结论  本文所述的电路显示了创建可编程 LED灯珠 驱动器更简单的方法,该驱动器非常适用于需要紧凑、可扩展、易于供电和高线性度电源的照明控制应用。不过,尺寸必须适应应用的要求,以避免由于各种存在的电感(例如线路电感和寄生电感)引起的任何故障。

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