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实现可编程LED驱动器更简朴的方式
2022-09-18
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Thomas Brand
ADI公司
为响应新能源律例的要求,LED正越来越多地被用作节能光源。与传统灯具相比,它们具有决议性优势:能耗更低,寿命更长,而且有种种颜色可供选择。例如,借助LED,天下上最大的教堂――罗马圣彼得大教堂,现在得以出现于全新灯光下。通过智能控制系统,纵然是其主要藏品最小的细节也可以通过预设的照明场景举行逐一出现。这些数字控制系统集成了可编程LED驱动器,因此可按需激活LED。图1显示了一个3通道LED驱动器设置的示例。
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,在每一级的负载路径中放置自力的LED,用于每个LED通道。所有三个转换器级均由运算放大器(运放)ADA4500-2并毗邻一个用来控制LED电流的MOSFET实现。理论上,这个LED电流可以高达几安培,详细取决于电压源(VS)和负载电阻,在本电路中为2 Ω。因此,选择合适的MOSFET异常主要。
DAC输出电压的质量很洪水平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、超高的耐久精度和精彩的温度稳固性。
由于ADA4500-2的内部设计,典型的轨到轨放大用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.用于控制三个自力LED的LED驱动器的简化原理图。
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图2.运算放大器中的轨到轨双极晶体管输入级简化版。
凭证所施加的共模电压,两组输入对发生差其余失调电压和偏置电流。若是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,仅会泛起对应于有用级的误差(失调电压和偏置电流)。若是电压升至0.8 V,则两个输入级都将激活。在这种情形下,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笼罩轨到轨输入局限,从而制止了交越失真。ADA4500-2的其他优势还包罗低失调、低偏置电流和低噪声分量。
在这类电路中,必须注重负载/电流路径中由LED连线发生的电感。导线通常为数米长,若是没有提供准确的抵偿,可能会导致异常的振荡。此电路中的抵偿通过反馈路径实现,它将由分流电阻丈量的电流返回到运算放大器的输入。应凭证发生的电感调整ADA4500-2上现有的电阻和电容电路。
行使图1所示的电路,能够更浅易地实现可通过DAC编程以用于正确照明控制应用的多通道LED驱动器。凭证特定需求举行适当调整以制止功效异常也是十分主要的。
结论
本文所述的电路显示了确立可编程LED驱动器更简朴的方式,该驱动器异常适用于需要紧凑、可扩展、易于供电和高线性度电源的正确照明控制应用。不外,尺寸必须顺应应用的要求,以制止由于种种存在的电感(例如线路电感和寄生电感)引起的任何以障。
作者简介
Thomas Brand于2022年10月加入德国慕尼黑的ADI公司,那时他还在攻读硕士。2022年5月至2022年1月,他加入了ADI公司的现场应用工程师培训生项目。之后在2022年2月,他最先担任现场应用工程师职位,主要卖力工业大客户。此外,他还专注于研究工业以太网,并为中欧的相关事务提供支持。
他结业于德国莫斯巴赫的团结教育大学电气工程专业,之后在德国康斯坦茨应用科学大学获得国际销售硕士学位。
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