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(多图) LED照明的智能控制—数字信号控制器将智能控制和通信融合到LED照明中

Microchip Technology Inc.?? 2014年09月11日 ?? 收藏0
LED照明正在改变人们使用照明的方式,继而开启设计人员将智能控制和色彩混合融合到LED照明装置的新机遇。DSC可推动众多应用领域的创新:从汽车头灯和尾灯到最先进的灯光秀,后者可将一个公共建筑变为一件艺术品。

LED的高能效、调光功能和寿命长的独特结合使变色照明装置更加高效、成本更低且更易实现。再结合数字信号控制器(DSC)即可实现高效的LED驱动和准确的色彩控制以及与外界的通信。所有这些特性为设计人员开发颇具特色的下一代LED照明装置提供了较大的空间。

亮度越高,越复杂

低功耗指示灯LED在众多产品中占据着重要位置且大多数工程师熟知其简单设计:他们所需要的只是一个电源和一个具有合适阻值的串联电阻,以保持LED的电流低于小于5 mA的典型值。设计人员可将LED连接到单片机上的GPIO引脚使之闪烁。然而,将高亮度、高电流LED(正向电流超过350 mA)串联在一起,简单的LED设计却会变得相当复杂。此时,除了温度变化和LED本身产生的极高温度以外,设计人员还面临控制电流的挑战。

图1:光通量与正向电流成正比
图1:光通量与正向电流成正比

智能电流控制

高亮度LED需要保持相对较高的恒定电流才能保持亮度和色彩。图1显示了LED的光通量与流经LED的正向电流(IF)的比例关系。因此,保持正向电流恒定对于实现一致的色彩和光输出至关重要。采用简单的电阻与LED串联电路时,可通过以下公式确定正向电流:

(IF = (VSource-VF)/R)

当电源电压(VSource)变化时,正向电流将跟着变化,从而导致LED发出的光能量也发生变化。因此,需要使用一个可有效调节正向电流的电源来驱动LED。

温度控制

通常,LED的正向电压(VF)随着温度的升高而增大,即使在正向电流恒定和稳定的情况下也是如此。图2显示了未适当调节的正向电流与LED的正向电压保持一致变化的情形,并解释了为何控制流经LED的正向电流比控制正向电压更重要。

图2:正向电压的变化对正向电流的影响
图2:正向电压的变化对正向电流的影响

高功耗LED本身产生的大量热量可导致LED寿命明显降低并可能过早损坏。对于每个设计来说,有效控制LED的正向电流就需要根据目标正向电流和预估正向电压来确定散热水平。使用温度传感器还可监视可能的过热情况。

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LED照明? 数字信号控制器? LED驱动? 色彩控制?

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