LED驅動(dòng)電路的基礎知識

發(fā)布時(shí)間:2022-10-18 10:04    發(fā)布者:傲壹電子
LED串聯(lián)電阻阻值的計算:例如電源為5V,一個(gè)LED正常工作時(shí)的電壓為2v 電流為20mA。要想使LED正常工作,需要串聯(lián)的電阻分壓5-2=3V,由于串聯(lián)的LED額定電流為 20mA,所以流經(jīng)電阻的電流也為20mA,阻值可以用電壓3V除以電流20mA大體計算得到。

理論上來(lái)說(shuō),在LED串聯(lián)電阻的簡(jiǎn)單電路中,LED與電阻哪個(gè)器件靠近Vcc是無(wú)所謂的,但由于電源電壓有波動(dòng),為了保護LED,通常將電阻放到Vcc一側,而LED放到GND一側。

使用單片機時(shí),為保證其正常工作,一般IO口的電流不超過(guò)1mA,而LED正常工作時(shí)的電流一般為10-20mA,故需要外部驅動(dòng)電路。

驅動(dòng)LED的三種方法

● 使用三極管或MOS管等驅動(dòng)器件:便宜、簡(jiǎn)單。
● 使用達林頓管:節省PCB面積 ||| 使用繼電器:功率大。
● 使用串并轉換芯片:節省CPU的IO口資源。

驅動(dòng)單個(gè)LED電路

原理圖:
各個(gè)器件的選型及作用:

三極管的選擇:Ic端的電流必須滿(mǎn)足負載的需求,例如假設上圖中LED電流為20mA,因此選擇的三極管Ic需要大于20mA。

R16的選擇:可以由Ic和放大倍數求出基極電流Ib,再由 LED_17_MCU 的電壓和 Ib 即可大體求出R16的大小。

R18的作用:由于單片機初始上電時(shí)IO口的電平不定,因此此處接一個(gè)對地的電阻,可以保證上電時(shí)三極管基極處的電平為低,可以避免上電時(shí)LED的誤閃。

C7的作用:當外界有干擾時(shí),LED_17_MCU 上可能會(huì )出現電壓的抖動(dòng),當電壓抖動(dòng)較大時(shí),LED會(huì )被點(diǎn)亮,因此,加入C7電容可以濾除 LED_17_MCU 上高頻的抖動(dòng),避免LED因外界的干擾誤閃。

三極管的漏電流通常為微安級別,因此不足以點(diǎn)亮一顆LED,不用擔心漏電流點(diǎn)亮LED。

達林頓管

內部示意圖:
大體作用:將輸入的信號進(jìn)行兩極放大,類(lèi)似于三極管的驅動(dòng),但可以將體積做的很小。

視頻中使用的器件驅動(dòng)能力為500ma。

串并轉換芯片

好處:可以節省單片機的IO口資源。

選擇:使用電流驅動(dòng)型芯片,由于二極管的UI曲線(xiàn)類(lèi)似于指數型,在電壓變化很小的情況下電流變化會(huì )很大,若使用電壓型驅動(dòng)芯片,在電壓變化不大的情況下可能會(huì )造成電流有較大的變化。

背光燈的設計

背光燈設計時(shí)注意將LED合理分布,避免LED在一處聚集造成某處過(guò)亮或光線(xiàn)在屏幕邊緣反光造成屏幕邊緣過(guò)亮,影響觀(guān)感。

原理圖:
背光燈的特點(diǎn):選用串聯(lián)的方式,由于器件的體質(zhì)不同,若使用電壓控制亮度,降低同樣電壓,LED的亮度降低程度可能會(huì )出現較大的差異。

下圖不可使用,電壓變化時(shí)可能會(huì )造成亮度變化明顯,因此上圖中R29電阻不可以省略。
在設計背光燈的PCB時(shí)通常將焊盤(pán)放置的非常緊密,由于串聯(lián)關(guān)系,可以將0歐姆電阻和LED交換位置(緊密的好處:當屏幕的亮度不均勻時(shí),可以調整LED的位置,使屏幕的亮度均勻)。


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