線性恆流LED驅動集成電路的多種應用電路詳解

這裡以EG501為例,系統地講解線性恆流LED驅動集成電路各種類型的典型應用電路。圖2-67是EG501集成電路引腳分佈、功能示意圖。從圖中可以看出,它只有3根引腳,分別是電源引腳、輸出引腳和接地引腳。

線性恆流LED驅動集成電路的多種應用電路詳解

圖2-67 EG501 集成電路引腳分佈、功能示意圖

線性恆流LED驅動集成電路主要應用於手機、MP3、MP4、GPS接收機、LED燈、數碼相機、筆記本電腦和手電筒等中。

內電路方框圖

圖2-68所示是EG501集成電路的內電路方框圖。

線性恆流LED驅動集成電路的多種應用電路詳解

圖2-68 EG501 集成電路的內電路方框圖

EG501線性恆流LED驅動集成電路各引腳的作用如下。

① 腳為恆流輸出引腳,它用來接LED的負極。

② 腳是電源引腳,其輸入的直流電壓為1.6~5.5 V。

③ 腳是接地引腳。

典型應用電路

圖2-69所示是EG501集成電路典型應用電路,這是驅動一隻LED的電路,外電路十分簡單,使用方便。電路中,有一個5 V直流電源,VD1是LED,A1是線性恆流LED驅動集成電路。

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圖2-69 EG501 集成電路典型應用電路

5 V直流電壓加到A1的電源引腳②腳,使集成電路A1工作,A1 的①腳與③腳之間的內電路導通,這時VD1 在5 V 直流電壓供電下導通,有電流流過VD1,VD1發光。圖2-70是流過VD1的電流回路示意圖。

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圖2-70 流過VD1 的電流回路示意圖

多隻LED驅動電路(LED降壓)

圖2-71所示是多隻LED驅動電路,電路中用一隻線性恆流LED驅動集成電路A1驅動3只LED(VD1~VD3)。

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圖2-71 多隻LED 驅動電路

電路中,直流工作電壓是12 V,它通過VD1和VD2加到集成電路A1的電源引腳②腳上,這樣在VD1和VD2導通發光的同時集成電路A1也進入工作狀態。

VD1和VD2導通後的電壓加到了VD3的正極,使VD3也導通發光,這樣3只LED全部導通發光。圖2-72所示是3只LED導通後的電流回路示意圖,注意VD1和VD2、VD3的電流回路是不同的。

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圖2-72 3 只LED 導通後的電流回路示意圖

重要提示

VD1和VD2導通後的管壓降將12 V降低後加到集成電路A1的電源引腳②腳,以保證集成電路A1的②腳上的直流電壓不超過 6 V,否則有損壞集成電路A1的危險。

如果VD1和VD2導通後的電壓降比較小,加到集成電路A1②腳的電壓大於6 V,可以在VD1迴路中串聯一隻或是多隻普通二極管VD4(1N4007),如圖2-73所示,以保證加到集成電路A1的②腳上的直流電壓不大於6 V。當然,集成電路A1 的②腳上的直流電壓也不能太小,否則集成電路A1無法正常工作,這時就會導致VD1~VD3無法發光。

線性恆流LED驅動集成電路的多種應用電路詳解

圖2-73 串聯二極管降壓電路

多隻LED驅動電路(電源引腳穩壓)

圖2-74所示是另一種多隻LED驅動電路,因為要驅動許多隻LED,這時要求直流工作電壓比較高。由於直流工作電壓遠高於集成電路A1的工作電壓,在A1的電源引腳②腳電路上接入由R1和VZ1構成的簡易直流穩壓電壓,使集成電路A1的②腳電壓穩定在額定工作電壓範圍內。

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圖2-74 另一種多隻LED 驅動電路

電路中,通過電阻R1和穩壓二極管VZ1使集成電路A1的電源引腳上有合適的直流工作電壓,這樣集成電路A1就能進入工作狀態。VZ1 可以選用3.6 V 的穩壓二極管,要求流過電阻R1 的電流為1 mA,R1的取值≤(E1−3.6)V/1 mA。

串聯在集成電路A1的①腳迴路中的LED數量愈多,要求直流工作電壓愈大,以保證LED能夠導通發光。注意,各LED是串聯的,所以所有LED是同時導通發光的。圖2-75是LED導通後的電流回路示意圖。

線性恆流LED驅動集成電路串聯運用

圖2-76所示是線性恆流LED驅動集成電路串聯運用電路,電路中的A1、A2、A3和A4是相同型號的EG501線性恆流LED驅動集成電路,VD1、VD2、VD3和VD4是4只LED,直流電源E1的工作電壓為8~ 22 V。

當直流電源E1電壓波動範圍比較大時,可以採用這種串聯驅動的方式,以使每隻LED均能得到恆流驅動。

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圖2-75 LED 導通後的電流回路示意圖

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圖2-76 線性恆流LED 驅動集成電路串聯運用電路

重要提示

這一電路的工作原理與單塊集成電路運用時是相似的,相當於4塊集成電路的電源電路串聯起來後接到總電源E1上,每塊集成電路平均分配到1/4的直流工作電壓。同時,4塊集成電路的地線迴路也是串聯的,流過每隻LED的電流是相等的,且是恆定的。

這一電路的最高直流工作電壓不能超過6 V×4=24 V,因為每隻集成電路的最高直流工作電壓不能超過6 V。

線性恆流LED驅動集成電路並聯運用

在大電流LED電路中,如果一塊線性恆流LED驅動集成電路的輸出電流不足以驅動大電流LED時,可以採用線性恆流LED驅動集成電路並聯運用電路。圖2-77所示是兩塊線性恆流LED驅動集成電路並聯運用的電路。

線性恆流LED驅動集成電路的多種應用電路詳解

圖2-77 兩塊線性恆流LED 驅動集成電路並聯運用的電路

電路中,A1的①腳與A2的①腳相連接,A1的②腳與A2的②腳相連接,A1的③腳與A2的③腳直接相連接。電路中的電流平均地流過了A1和A2。

PWM信號調節LED亮度電路

運用線性恆流LED驅動集成電路可以實現PWM信號調節LED的亮度,如圖2-78所示。電路中,A1是EG501線性恆流LED驅動集成電路,PWM信號直接加到集成電路A1 的電源引腳②腳上,5 V 直流工作電壓直接加到VD1的正極。

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圖2-78 PWM 信號調節LED 亮度的電路

圖2-79所示是PWM信號示意圖。

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圖2-79 PWM 信號示意圖

當PWM 信號加到EG501 的電源引腳②腳時,流入VD1 的電流在0 A 和設定的電流值之間變化,即LED中的電流有兩種狀態:一是電流為0 A,二是電流為設定值。這樣流入VD1 的平均電流就受PWM 信號的控制,VD1的平均電流隨PWM 佔空比的增大而增加。

0%的佔空比將完全關斷VD1的電流,此時VD1不發光;100%的佔空比使得VD1的電流為設定的最大電流,此時VD1為設定的最大發光亮度。這樣VD1的發光亮度受PWM信號控制,出現受PWM控制的亮、不亮的變化,藉助於人眼視覺惰性,可以主觀感覺到亮度的連續變化。

重要提示

關於人眼視覺惰性是這樣的:在生活中我們都有這樣的體會,看了一個光源後閉上眼睛,眼前光的影子要過一會兒才消失,這就是視覺惰性造成的。人眼的視覺感覺總是滯後於光源信號。當光源突然出現時,人眼的視覺感覺以近似指數特性上升,在光源消失後也是以近似指數特性下降的。

電路中,對PWM信號發生器有一定要求,為確保集成電路A1(EG501)的電源引腳②腳的正常工作電壓,要求PWM信號的電平在+2~+6 V 範圍內,輸出電流能力需大於70 mA,PWM 信號的頻率應該小於10 kHz。


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