看PWM调光如何优化LED色彩稳定度

2014-08-07 15:35 来源:电子信息网 作者:云际

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为LED提供脉波电流的方法也称作PWM,这种方法已经成为改变光等级的首选方法。LED本身是矽元件,对应流经它们的电流导通及关闭而快速地导通和关闭。开关时间在100奈秒(ns)等级,相当于最大频率10MHz。应用通常以100Hz~100kHz的频率工作。频率低于100Hz时,人眼会观察到 LED光闪烁。频率在500Hz~20kHz之间时,电路可能产生能听到的杂讯。调光是通过在单个开关周期的某部分时间内将LED导通;而在此开关周期的其余部分时间内,将LED关闭来实现。这种导通关闭周期称作工作周期(D),其表达方式为LED导通时间(TON)除以整个开关/导通周期时间(TS) (图3)。

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LED导通时间与光输出息息相关

在LED导通期间,流经LED的电流保持恒定,使LED发射的光恒定,且无色度(色彩)变化。亮度与LED导通时间所占的百分比成正比。

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可以在LED的串列使用安森美半导体(On Semiconductor)的双端CCR(如NSI45020AZT1G)及双极结晶体管(BJT)(如MMBT3904LT1G)来配置图4所示的简单电路,用于汽车仪表板背光。由两颗4.7kΩ电阻(R1,R2)构成的简单偏置电路置于双极结晶体管的基极。电阻值10Ω、精度1%的电阻(R3)置于双极结晶体管的射极脚,用来感测电流。测量电阻R3两端的电压即可简单地得出对应的电流(200毫伏特=20毫安培),R3仅用于测量电路电流,设计完成后即不需要它。电路的供电电压范围为直流5~20伏特。由微控制器(MCU)提供的5伏特控制电压,通过电阻R1施加在双极结晶体管的基极,并将双极结晶体管导通。CCR会自动地将流经LED的电流维持在20毫安培。

可以恰当选择R1和R2的电阻值,使其匹配驱动电路。双极结晶体管通常在0.5伏特电压时开始导通。若R1=R2(图4中均为4.7kΩ),那么这分压电路就要求大于1伏特的电压来将双极结晶体管导通。若R1=10kΩ且R2=47kΩ,这电路就只需要大于0.6伏特的电压来导通。

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LED PWM

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