LED驱动电路基础(课堂PPT).ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章,LED,驱动电路,1,3.1 LED,驱动器,为满足不同的输入电压，不同的输出电流及不同的,LED,数量等要求，各半导体器件公司纷纷开发出各种新型白光,LED,驱动器。驱动器除可驱动白光,LED,外，也可驱动蓝光,LED,或其他颜色的,LED,。,另外，驱动器具有稳定输出或者可编程恒流输出的特点，故可用驱动器作为稳压电源或者可编程恒流源。,2,1,、常用的,LED,电源驱动方案,无论采用哪种电源驱动方案一般都不能直接给,LED,供电，对于不同的使用情况，在,LED,电源变换器的技术实现上有不同的方案。,3,（,1,）低压驱动,由于电池供电时，电压一般为,0.8-1.65V,，对于,LED,这样的低功耗照明器件，这是一种常见的使用情况，这种方法主要用于便携式电子产品，驱动小功率及中功率的白光,LED,，比如：,LED,手电筒，,LED,应急灯等,4,（,2,）过渡电压驱动,是指给,LED,供电的电源电压值在,LED,管压降附近变动，这个电压有时可能略高于,LED,的管压降，有时可能略低于,LED,的管压降，如一节锂电池或两节串联的铅蓄电池，满电电压在,4V,以上，电快用完的时候在,3V,以下，例如,LED,矿灯。,5,（,3,）高压驱动,高压驱动是指给,LED,供电的电压始终高于,LED,的管压降，始终大于,5V,，由稳压电源或者蓄电池供电，用于驱动,LED,灯，例如，太阳能草坪灯，机动车的灯光系统等。,高压驱动,LED,需要解决压降问题，由于高压驱动一般是由普通蓄电池供电，会用到比较大的功率，应该有尽量低的成本，变换器的最佳电路结构是串联开关降压电路。,6,2,、,LED,显示驱动方式,LED,显示驱动方式可分为静态显示驱动和动态显示驱动。,（,1,）静态显示驱动法,是指每一个,LED,灯分别对应一个独立的,I/O,驱动口，其点亮和关闭由该驱动口对其控制，互不干扰。,7,8,静态驱动显示法一般应用在单个驱动或者数量比较少，并且所选的的,/O,驱动口比较充裕的条件下，由于每一个均由独立的口来控制，因此这种显示驱动软件的设计比较简单。,优点：电路设计简单，编程简单，而且的亮度控制容易，只需在驱动两端增加相应的电流调节电阻即可方便的实现亮度的调节,缺点：由于每个需要一个,I/O,口，因此对,I/O,口需求量大，不能实现大数量的显示要求。,9,（）动态显示驱动法,将不同的模块的所有驱动端一对一的连接到一起，其公共极分别由不同的,I/O,口来驱动称为扫描线或者地址线，用这些地址线来选定某一个。,10,11,3.2 LED,与驱动器的匹配,LED,作为驱动电路的负载经常需要几十个或者几百个组合在一起构成发光组件，选用什么样的驱动器，以及作为负载选用什么样的连接方式，直接关系到可靠性和寿命。,将多个连接到一起的时候，正向电压和电流均需要匹配，这样整个组件才能产生一致的亮度。,12,、全部串联的方式,优点是通过每个的工作电流相等，一般应串入限流电阻，要求驱动器输出较高的电压。,当的一致性差别较大时，虽然分配到不同两端的电压不同，但通过每只的电流相同，故各的亮度一致。,13,当某一只品质不良短路的时候，如果采用稳压驱动方式，由于驱动器的输出电压不变，那么分配在剩余的两端的电压将升高，驱动输出的电流将增大，容易损坏余下的。,如果采用恒流方式驱动，这时候由于驱动器输出的电流保持不变，不影响余下的正常工作。,14,当一只品质不良断路后，串联在一起的将全部不亮，解决的办法是在每一只两端并联一个齐纳二极管，但是要满足齐纳二极管的导通电压要大于的导通电压，否则也不亮。,15,2,、,LED,全部并联 方式,在并联设计中多只,LED,由具备独立电流的驱动电路 来驱动，并联设计基于低驱动电压，因此无需带电感的升压电路。,此外并联设计具有低电磁干扰，低噪声和高效率等特点，且容错性强。,16,LED,采用全部并联方式时，要求,LED,驱动器输出较大的电流，负载电压较低，由于分配在所有,LED,两端的电压相同，当,LED,的一致性差别较大时，而通过每只,LED,的电流不一致，,LED,的电流亮度也不同。,LED,采用全部并联方式适合于电源电压较低的产品供电场合（比如太阳能或电池供电）。,17,当一只,LED,因品质不良而断路时，采用稳压,LED,驱动方式，驱动器的输出电流将减小，但不影响余下的所有的,LED,工作。如果采用稳流驱动方法，驱动器输出电流没有变化，但是分配在其余,LED,上的电流将增大，容易损坏所有的,LED,。解决办法：尽量多的并联,LED,，使分配在其余,LED,上的电流不大，不影响其余,LED,的工作。,18,当一只,LED,因品质不良短路，所有的,LED,将不亮，但如果并联,LED,的数量较多，通过短路的,LED,的电流较大，足以将短路的,LED,烧成断路。,19,3,、混联方式,混联连接方式有两种，一种是先将,LED,串联，然后再并联。,电路性能分析：,当一串联支路上有一只,LED,短路时，该串联电路上的电流增,大，容易损坏该支路中的,LED,。,LED,断路时，采用稳压式,驱动方式，电流减小，不影响,余下的,LED,工作。,20,另一种连接方式为先并联再串联,试分析该电路的性能,（,1,）一只,LED,短路,（,2,）一只,LED,断路,21,第四章,LED,数码显示器和显示屏,4.1 LED,数码显示器,1,、,LED,显示器的结构,基本的,LED,数码管由,7,个条状发光二极管芯片按照一定的方法排列而成，可以实现数字,0-9,的显示，其具体结构有反射罩式、条形,7,段式及单片集成多位数字式等等。,22,23,（,1,）反射罩式数码管一般用白色塑料做成带反射腔的七段式外壳，将单个,LED,贴在与反射罩的七个反射腔互相对位的印刷电路板上，每个反射腔底部的中心位置就是,LED,芯片。在装反射罩前，用压焊方法在芯片和印刷电路上相应金属条之间连好,30m,的硅铝丝或金属引线，在反射罩内滴入环氧树脂，再把带有芯片的印刷电路板与反射罩对位粘合，然后固化。,24,（,2,）条形七段式数码管属于混合封装形式。它是把做好管芯的磷化镓或磷化镓圆片，划成内含一只或数只,LED,发光条，然后把同样的七条粘在日字形“可伐”框上，用压焊工艺连好内引线，再用环氧树脂包封起来。,25,（,3,）单片集成式多位数字显示器是在发光材料基片上（大圆片），利用集成电路工艺制作出大量七段数字显示图形，通过划片把合格芯片选出，对位贴在印刷电路板上，用压焊工艺引出引线，再在上面盖上“鱼眼透镜”外壳。它们适用于小型数字仪表中。,26,（,4,）符号管、米字管的制作方式与数码管类似。,（,5,）矩阵管（发光二极管点阵）也可采用类似于单片集成式多位数字显示器工艺方法制作。,27,2,、,LED,数码显示器的分类,（,1,）按字高分：笔画显示器字高最小有,1mm,（单片集成式多位数码管字高一般在,2,3mm,）。其他类型笔画显示器最高可达,12.7mm,（,0.5,英寸）甚至达数百,mm,。,（,2,）按颜色分有红、橙、黄、绿等数种。,（,3,）按结构分，有反射罩式、单条七段式及单片集成式。,（,4,）从各发光段电极连接方式分有共阳极和共阴极两种。,28,共阳极（,anode,）：发光二极管的所有阳极连在一起，为公共端。,共阴极（,cathode,）：发光二极管的所有阴极连在一起为公共端。,29,30,3,、数码显示器的应用,（,1,）驱动电路,如果数码管为共阳极形式，那么它的驱动级应为集电极开路（,OC,）结构。,31,如果数码管为共阴极形式，那么它的驱动级应为射极输出或源极输出结构,32,（,2,）驱动方式,静态驱动电路,33,集成电路,TC5002,内含有射极输出驱动极，所以采用共阴极数码管。,34,动态驱动是指所有的数码管使用一个专门的译码驱动器，使各位数码管逐个轮流受控显示，这就是动态驱动。由于动态扫描速度很快显示效果和静态驱动相同。,35,6,位,LED,动态显示方法,单片机系统中常使用,LED,作为显示器，在需要多位,LED,显示时，为了简化电路，降低成本，常将所有门的选线并联在一起，由一个,8,位,I/O,口控制，实现各部的分时选通。,36,37,4,.2 LED,图文显示屏,1、特点,图文显示屏的主要特征是只控制,LED,点阵的各个发光器件的通断，而不控制,LED,的发光强弱。,LED,可以是单色的也可以是双色的。甚至是多色。,图文显示屏的外观可以做成长条形，也可以做成矩形的平面图文显示屏。,38,不论显示图形还是文字，都是控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的,LED,器件发光。通常事先把需要显示的图形文字转换成点阵图形，再按照显示控制的要求以一定的格式形成显示数据。对于只控制通断的图文显示屏来说，每个,LED,发光器件占据数据中的,1,位（,1bit,），在需要该,LED,器件发光时数据中相应的位填,1,，否则填,0,。,39,显示图形的数据文件，其格式相对自由，只要能够满足显示控制的要求即可。文字的点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模，例如汉字就有宋体、仿宋体、楷体、黑体等多种可供选择的方案。组成一个字的点阵，其大小也可以有,16*16,、,24*24,、,32*32,、,48*48,等不同规格。,40,条屏常用于简短明确的信息，例如显示车站、机场的车次、航班信息，或者商厦的欢迎词，或写字楼办公区的简短通知等等。平面显示屏多用来显示比较复杂的信息，如车站显示多列列车的到开时刻、机场显示各航班运行情况以及证券交易所显示股票行情等等。,41,图文显示屏的颜色，有单色、双色和多色几种。最常用的是单色图文屏。单色屏多使用红色或橘红色或橙色,LED,点阵单元。双色图文屏和多色图文屏，在,LED,点阵的每一个“点”上布置有两个或多个不同颜色的,LED,发光器件。换句话说，对应于每种颜色都有自己的显示矩阵。显示的时候，各颜色的显示点阵是分开控制的。,42,2、显示屏的结构,组成部分：屏体，计算机，控制器，智能点阵显示单元，电源。,（,1,）屏体主要部分是显示点阵和行列驱动电路。如下图所示，单色和双色的屏。,43,44,45,（,2,）智能点阵显示单元,该单元是独立完成显示任务的小系统，或者是整个图文显示屏的某一个局部，可以显示汉字，线条，简单图形，主控用单片机。,（,3,）主控器,主控器采用单片机，有扩展的汉字库，带掉电保护的数据存储器，实时日历时钟，两个,RS-485,通信接口，均嵌入到,LED,中。,（,4,）计算机,将更换的现实内容送到主控器中，,46,47,4,.3 LED,图像显示屏,图像显示屏是具有灰度级显示功能的系统，它所显示的图像画面更逼真，单色图像显示屏就如黑白电视一样，灰度控制是产生单色的有深浅过渡的画面。多色图像显示屏和彩色电视机一样，由于每一种基色的灰度级均可单独控制，因此可以得到从白到黑的各种不同颜色的组合。,48,视频屏又叫同步屏，它接收的是实时传输的视频信号，如电视、录像等，且需对模拟信号进行模数转换。视频屏的显示信号与计算机或其它视频同步一致。实时、同步、清晰地播放各种信息，可显示二维、三维动画、录像、电视、节目以及现场实况等。一般情况下一台计算机控制一块显示屏，显示屏上的图像与控制机上显示的图像点点对应。视频屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如绘画作品，动如电影，广泛应用于体育场馆、会展中心、商场、宾馆、医院、银行、建筑市场、拍卖行、展览展示现场及其它公共场所。,49,第五章 LED丽得管工程应用,6.1 LED,丽得管可实现的功能,50,LED,丽得管是护栏灯系列中最为先进的一个品种，除具有,LED,护栏管的一切优点外，还可根据用户的要求随即变换花样，如整栋大楼楼面显示的几何图形，汉字，数字等，采用,LED,丽得管作为标志性建筑的装饰灯具，其广告效应是其他灯具无法比拟的。,51,通过最先进的微电脑控制器及微控制芯片控制，可实现渐变，跳变，色彩闪烁，变字，变图案等，,LED,丽得管可实现如下功能：,（,1,）单色变化。有红绿蓝三种主色调和许多过渡色彩，通过设置控制器，使颜色停留在某一种状态。,（,2,）选择色彩。,LED,丽得管是变化最为丰富的装饰工具，每条灯具中的,LED,分为,48,组，共有,144,只横流芯片控制。,52,（,3,）节日灯光，在节日里，可设定为节日灯光效果，通过电脑设置变化出多种样式，如单色追逐，自内向外，由外向内等。,（,4,）产生特殊的广告效果。,（,5,）组成彩色显示屏。,53,6.2 LED丽得管的主要特性,（,1,）内置微控芯片，可单机运行或多条组成网络统一控制，提供多种动态效果，包括动态的颜色衰退，色彩追逐，跳动等。,（,2,）户内户外都可使用,（,3,）采用超高亮度红光，绿光，蓝光为光源,（,4,）方便好用的连接装置可以将多个丽得管连接起来。,（,5,）寿命长，耗电低,（,6,）防水防尘,54,6.3 户外型LED丽得管,低压型丽得管是用红、绿、蓝三种颜色的,LED,作为光源。,12V,丽得管由,SRC-181-12V,控制器控制，,24V,丽得管由,SRC-181-24V,控制器控制。,55,（1）低压防水户外型丽得管,56,（2）可调色温白光LED丽得管,可调白光,LED,丽得管以黄，白两种颜色的,LED,作为发光源，可分为需要控制器和不需要控制器两种类型的产品。,57,需要控制器的可调色温,LED,丽得管,58,电气连接图,59,不需要控制器的可调色温,LED,丽得管,这种可调色温白光丽得管的底部装有两个可调按钮和数码管，可以根据需要调节色温。,60,电气连接图,61,（3）高压防水型LED丽得管,1,、工作原理,高压防水型,LED,丽得管仍然以红绿蓝三种颜色的,LED,作为光源，投射出一束发光角度为,100,的光束到,PC,圆管的内表面，经过多次反射和折射透出外壁形成复合光，可产生出柔和，统一，多彩的视觉效果。,62,2,、,LED,丽得管控制器,LED,丽得管控制器可受控制台控制，广泛用于娱乐厅，俱乐部等室内娱乐场所和室外高大建筑装饰的,LED,灯光控制。,63,安装方法：将底板用螺钉固定在安装板,1,上；,将,LED,变色管,4,装入安装底板,2,的安装槽内；用螺钉将固定板,3,与安装板,2,相连,.,64,灯具安装,丽得变色管主体由聚碳酸酯圆管和铝合金型材组成，用胶连接固定，电源和信号的输入，输出均使用防水式圆插。,（,1,）在铝合金型材的槽底进出线。,65,66,67,68,69,70,