驅(qū)動電路基礎(chǔ)演示

（優(yōu)選）驅(qū)動電路基礎(chǔ)當(dāng)前第1頁\共有69頁\編于星期一\17點3.1LED驅(qū)動器為滿足不同的輸入電壓，不同的輸出電流及不同的LED數(shù)量等要求，各半導(dǎo)體器件公司紛紛開發(fā)出各種新型白光LED驅(qū)動器。驅(qū)動器除可驅(qū)動白光LED外，也可驅(qū)動藍(lán)光LED或其他顏色的LED。另外，驅(qū)動器具有穩(wěn)定輸出或者可編程恒流輸出的特點，故可用驅(qū)動器作為穩(wěn)壓電源或者可編程恒流源。當(dāng)前第2頁\共有69頁\編于星期一\17點1、常用的LED電源驅(qū)動方案無論采用哪種電源驅(qū)動方案一般都不能直接給LED供電，對于不同的使用情況，在LED電源變換器的技術(shù)實現(xiàn)上有不同的方案。當(dāng)前第3頁\共有69頁\編于星期一\17點（1）低壓驅(qū)動由于電池供電時，電壓一般為，對于LED這樣的低功耗照明器件，這是一種常見的使用情況，這種方法主要用于便攜式電子產(chǎn)品，驅(qū)動小功率及中功率的白光LED，比如：LED手電筒，LED應(yīng)急燈等當(dāng)前第4頁\共有69頁\編于星期一\17點（2）過渡電壓驅(qū)動是指給LED供電的電源電壓值在LED管壓降附近變動，這個電壓有時可能略高于LED的管壓降，有時可能略低于LED的管壓降，如一節(jié)鋰電池或兩節(jié)串聯(lián)的鉛蓄電池，滿電電壓在4V以上，電快用完的時候在3V以下，例如LED礦燈。當(dāng)前第5頁\共有69頁\編于星期一\17點（3）高壓驅(qū)動高壓驅(qū)動是指給LED供電的電壓始終高于LED的管壓降，始終大于5V，由穩(wěn)壓電源或者蓄電池供電，用于驅(qū)動LED燈，例如，太陽能草坪燈，機(jī)動車的燈光系統(tǒng)等。高壓驅(qū)動LED需要解決壓降問題，由于高壓驅(qū)動一般是由普通蓄電池供電，會用到比較大的功率，應(yīng)該有盡量低的成本，變換器的最佳電路結(jié)構(gòu)是串聯(lián)開關(guān)降壓電路。當(dāng)前第6頁\共有69頁\編于星期一\17點2、LED顯示驅(qū)動方式

LED顯示驅(qū)動方式可分為靜態(tài)顯示驅(qū)動和動態(tài)顯示驅(qū)動。（1）靜態(tài)顯示驅(qū)動法是指每一個LED燈分別對應(yīng)一個獨立的I/O驅(qū)動口，其點亮和關(guān)閉由該驅(qū)動口對其控制，互不干擾。當(dāng)前第7頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)前第8頁\共有69頁\編于星期一\17點

靜態(tài)驅(qū)動顯示法一般應(yīng)用在單個ＬＥＤ驅(qū)動或者ＬＥＤ數(shù)量比較少，并且所選的ＭＣＵ的Ｉ/O驅(qū)動口比較充裕的條件下，由于每一個ＬＥＤ均由獨立的Ｉ／Ｏ口來控制，因此這種顯示驅(qū)動軟件的設(shè)計比較簡單。優(yōu)點：電路設(shè)計簡單，編程簡單，而且ＬＥＤ的亮度控制容易，只需在驅(qū)動兩端增加相應(yīng)的電流調(diào)節(jié)電阻即可方便的實現(xiàn)亮度的調(diào)節(jié)缺點：由于每個ＬＥＤ需要一個I/O口，因此對I/O口需求量大，不能實現(xiàn)大數(shù)量的ＬＥＤ顯示要求。當(dāng)前第9頁\共有69頁\編于星期一\17點（２）動態(tài)顯示驅(qū)動法將不同的ＬＥＤ模塊的所有ＬＥＤ驅(qū)動端一對一的連接到一起，其公共極分別由不同的I/O口來驅(qū)動稱為掃描線或者地址線，用這些地址線來選定某一個ＬＥＤ。當(dāng)前第10頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)前第11頁\共有69頁\編于星期一\17點3.2LED與驅(qū)動器的匹配LED作為驅(qū)動電路的負(fù)載經(jīng)常需要幾十個或者幾百個組合在一起構(gòu)成發(fā)光組件，，選用什么樣的驅(qū)動器，以及ＬＥＤ作為負(fù)載選用什么樣的連接方式，直接關(guān)系到可靠性和壽命。將多個ＬＥＤ連接到一起的時候，正向電壓和電流均需要匹配，這樣整個組件才能產(chǎn)生一致的亮度。當(dāng)前第12頁\共有69頁\編于星期一\17點１、ＬＥＤ全部串聯(lián)的方式優(yōu)點是通過每個ＬＥＤ的工作電流相等，一般應(yīng)串入限流電阻Ｒ，要求驅(qū)動器輸出較高的電壓。當(dāng)ＬＥＤ的一致性差別較大時，雖然分配到不同ＬＥＤ兩端的電壓不同，但通過每只ＬＥＤ的電流相同，故各ＬＥＤ的亮度一致。當(dāng)前第13頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)某一只ＬＥＤ品質(zhì)不良短路的時候，如果采用穩(wěn)壓驅(qū)動方式，由于驅(qū)動器的輸出電壓不變，那么分配在剩余的ＬＥＤ兩端的電壓將升高，驅(qū)動輸出的電流將增大，容易損壞余下的ＬＥＤ。如果采用恒流方式驅(qū)動，這時候由于驅(qū)動器輸出的電流保持不變，不影響余下的ＬＥＤ正常工作。當(dāng)前第14頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)一只ＬＥＤ品質(zhì)不良斷路后，串聯(lián)在一起的ＬＥＤ將全部不亮，解決的辦法是在每一只ＬＥＤ兩端并聯(lián)一個齊納二極管，但是要滿足齊納二極管的導(dǎo)通電壓要大于ＬＥＤ的導(dǎo)通電壓，否則ＬＥＤ也不亮。當(dāng)前第15頁\共有69頁\編于星期一\17點2、LED全部并聯(lián)方式

在并聯(lián)設(shè)計中多只LED由具備獨立電流的驅(qū)動電路來驅(qū)動，并聯(lián)設(shè)計基于低驅(qū)動電壓，因此無需帶電感的升壓電路。

此外并聯(lián)設(shè)計具有低電磁干擾，低噪聲和高效率等特點，且容錯性強(qiáng)。當(dāng)前第16頁\共有69頁\編于星期一\17點LED采用全部并聯(lián)方式時，要求LED驅(qū)動器輸出較大的電流，負(fù)載電壓較低，由于分配在所有LED兩端的電壓相同，當(dāng)LED的一致性差別較大時，而通過每只LED的電流不一致，LED的電流亮度也不同。LED采用全部并聯(lián)方式適合于電源電壓較低的產(chǎn)品供電場合（比如太陽能或電池供電）。當(dāng)前第17頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)一只LED因品質(zhì)不良而斷路時，采用穩(wěn)壓LED驅(qū)動方式，驅(qū)動器的輸出電流將減小，但不影響余下的所有的LED工作。如果采用穩(wěn)流驅(qū)動方法，驅(qū)動器輸出電流沒有變化，但是分配在其余LED上的電流將增大，容易損壞所有的LED。解決辦法：盡量多的并聯(lián)LED，使分配在其余LED上的電流不大，不影響其余LED的工作。當(dāng)前第18頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)一只LED因品質(zhì)不良短路，所有的LED將不亮，但如果并聯(lián)LED的數(shù)量較多，通過短路的LED的電流較大，足以將短路的LED燒成斷路。當(dāng)前第19頁\共有69頁\編于星期一\17點3、混聯(lián)方式

混聯(lián)連接方式有兩種，一種是先將LED串聯(lián)，然后再并聯(lián)。

電路性能分析：

當(dāng)一串聯(lián)支路上有一只LED短路時，該串聯(lián)電路上的電流增大，容易損壞該支路中的LED。LED斷路時，采用穩(wěn)壓式驅(qū)動方式，電流減小，不影響余下的LED工作。當(dāng)前第20頁\共有69頁\編于星期一\17點另一種連接方式為先并聯(lián)再串聯(lián)試分析該電路的性能（1）一只LED短路（2）一只LED斷路當(dāng)前第21頁\共有69頁\編于星期一\17點第四章LED數(shù)碼顯示器和顯示屏4.1LED數(shù)碼顯示器1、LED顯示器的結(jié)構(gòu)

基本的LED數(shù)碼管由7個條狀發(fā)光二極管芯片按照一定的方法排列而成，可以實現(xiàn)數(shù)字0-9的顯示，其具體結(jié)構(gòu)有反射罩式、條形7段式及單片集成多位數(shù)字式等等。當(dāng)前第22頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)前第23頁\共有69頁\編于星期一\17點（1）反射罩式數(shù)碼管一般用白色塑料做成帶反射腔的七段式外殼，將單個LED貼在與反射罩的七個反射腔互相對位的印刷電路板上，每個反射腔底部的中心位置就是LED芯片。在裝反射罩前，用壓焊方法在芯片和印刷電路上相應(yīng)金屬條之間連好φ30μm的硅鋁絲或金屬引線，在反射罩內(nèi)滴入環(huán)氧樹脂，再把帶有芯片的印刷電路板與反射罩對位粘合，然后固化。當(dāng)前第24頁\共有69頁\編于星期一\17點（2）條形七段式數(shù)碼管屬于混合封裝形式。它是把做好管芯的磷化鎵或磷化鎵圓片，劃成內(nèi)含一只或數(shù)只LED發(fā)光條，然后把同樣的七條粘在日字形“可伐”框上，用壓焊工藝連好內(nèi)引線，再用環(huán)氧樹脂包封起來。當(dāng)前第25頁\共有69頁\編于星期一\17點（3）單片集成式多位數(shù)字顯示器是在發(fā)光材料基片上（大圓片），利用集成電路工藝制作出大量七段數(shù)字顯示圖形，通過劃片把合格芯片選出，對位貼在印刷電路板上，用壓焊工藝引出引線，再在上面蓋上“魚眼透鏡”外殼。它們適用于小型數(shù)字儀表中。當(dāng)前第26頁\共有69頁\編于星期一\17點（4）符號管、米字管的制作方式與數(shù)碼管類似。（5）矩陣管（發(fā)光二極管點陣）也可采用類似于單片集成式多位數(shù)字顯示器工藝方法制作。當(dāng)前第27頁\共有69頁\編于星期一\17點2、LED數(shù)碼顯示器的分類（1）按字高分：筆畫顯示器字高最小有1mm（單片集成式多位數(shù)碼管字高一般在2～3mm）。其他類型筆畫顯示器最高可達(dá)12.7mm（0.5英寸）甚至達(dá)數(shù)百mm。（2）按顏色分有紅、橙、黃、綠等數(shù)種。（3）按結(jié)構(gòu)分，有反射罩式、單條七段式及單片集成式。（4）從各發(fā)光段電極連接方式分有共陽極和共陰極兩種。當(dāng)前第28頁\共有69頁\編于星期一\17點

共陽極（anode）：發(fā)光二極管的所有陽極連在一起，為公共端。共陰極（cathode）：發(fā)光二極管的所有陰極連在一起為公共端。當(dāng)前第29頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)前第30頁\共有69頁\編于星期一\17點3、數(shù)碼顯示器的應(yīng)用（1）驅(qū)動電路如果數(shù)碼管為共陽極形式，那么它的驅(qū)動級應(yīng)為集電極開路（OC）結(jié)構(gòu)。當(dāng)前第31頁\共有69頁\編于星期一\17點如果數(shù)碼管為共陰極形式，那么它的驅(qū)動級應(yīng)為射極輸出或源極輸出結(jié)構(gòu)當(dāng)前第32頁\共有69頁\編于星期一\17點（2）驅(qū)動方式靜態(tài)驅(qū)動電路當(dāng)前第33頁\共有69頁\編于星期一\17點集成電路TC5002內(nèi)含有射極輸出驅(qū)動極，所以采用共陰極數(shù)碼管。當(dāng)前第34頁\共有69頁\編于星期一\17點動態(tài)驅(qū)動是指所有的數(shù)碼管使用一個專門的譯碼驅(qū)動器，使各位數(shù)碼管逐個輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅(qū)動。由于動態(tài)掃描速度很快顯示效果和靜態(tài)驅(qū)動相同。當(dāng)前第35頁\共有69頁\編于星期一\17點6位LED動態(tài)顯示方法

單片機(jī)系統(tǒng)中常使用LED作為顯示器，在需要多位LED顯示時，為了簡化電路，降低成本，常將所有門的選線并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制，實現(xiàn)各部的分時選通。當(dāng)前第36頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)前第37頁\共有69頁\編于星期一\17點4.2LED圖文顯示屏1、特點圖文顯示屏的主要特征是只控制LED點陣的各個發(fā)光器件的通斷，而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED可以是單色的也可以是雙色的。甚至是多色。圖文顯示屏的外觀可以做成長條形，也可以做成矩形的平面圖文顯示屏。當(dāng)前第38頁\共有69頁\編于星期一\17點不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個點所在位置相對應(yīng)的LED器件發(fā)光。通常事先把需要顯示的圖形文字轉(zhuǎn)換成點陣圖形，再按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數(shù)據(jù)。對于只控制通斷的圖文顯示屏來說，每個LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的1位（1bit），在需要該LED器件發(fā)光時數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填1，否則填0。當(dāng)前第39頁\共有69頁\編于星期一\17點顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。文字的點陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計算機(jī)通用的字庫字模，例如漢字就有宋體、仿宋體、楷體、黑體等多種可供選擇的方案。組成一個字的點陣，其大小也可以有16*16、24*24、32*32、48*48等不同規(guī)格。

當(dāng)前第40頁\共有69頁\編于星期一\17點條屏常用于簡短明確的信息，例如顯示車站、機(jī)場的車次、航班信息，或者商廈的歡迎詞，或?qū)懽謽寝k公區(qū)的簡短通知等等。平面顯示屏多用來顯示比較復(fù)雜的信息，如車站顯示多列列車的到開時刻、機(jī)場顯示各航班運(yùn)行情況以及證券交易所顯示股票行情等等。

當(dāng)前第41頁\共有69頁\編于星期一\17點圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色和多色幾種。最常用的是單色圖文屏。單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色LED點陣單元。雙色圖文屏和多色圖文屏，在LED點陣的每一個“點”上布置有兩個或多個不同顏色的LED發(fā)光器件。換句話說，對應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯示的時候，各顏色的顯示點陣是分開控制的。當(dāng)前第42頁\共有69頁\編于星期一\17點2、顯示屏的結(jié)構(gòu)組成部分：屏體，計算機(jī)，控制器，智能點陣顯示單元，電源。（1）屏體主要部分是顯示點陣和行列驅(qū)動電路。如下圖所示，單色和雙色的屏。當(dāng)前第43頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)前第44頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)前第45頁\共有69頁\編于星期一\17點（2）智能點陣顯示單元該單元是獨立完成顯示任務(wù)的小系統(tǒng)，或者是整個圖文顯示屏的某一個局部，可以顯示漢字，線條，簡單圖形，主控用單片機(jī)。（3）主控器主控器采用單片機(jī)，有擴(kuò)展的漢字庫，帶掉電保護(hù)的數(shù)據(jù)存儲器，實時日歷時鐘，兩個RS-485通信接口，均嵌入到LED中。（4）計算機(jī)將更換的現(xiàn)實內(nèi)容送到主控器中，當(dāng)前第46頁\共有69頁\編于星期一\17點當(dāng)前第47頁\共有69頁\編于星期一\17點4.3LED圖像顯示屏圖像顯示屏是具有灰度級顯示功能的系統(tǒng)，它所顯示的圖像畫面更逼真，單色圖像顯示屏就如黑白電視一樣，灰度控制是產(chǎn)生單色的有深淺過渡的畫面。多色圖像顯示屏和彩色電視機(jī)一樣，由于每一種基色的灰度級均可單獨控制，因此可以得到從白到黑的各種不同顏色的組合。當(dāng)前第48頁\共有69頁\編于星期一\17點視頻屏又叫同步屏，它接收的是實時傳輸?shù)囊曨l信號，如電視、ＤＶＤ、錄像等，且需對模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。視頻屏的顯示信號與計算機(jī)或其它視頻同步一致。實時、同步、清晰地播放各種信息，可顯示二維、三維動畫、錄像、電視、ＶＣＤ節(jié)目以及現(xiàn)場實況等。一般情況下一臺計算機(jī)控制一塊顯示屏，ＬＥＤ顯示屏上的圖像與控制機(jī)上顯示的圖像點點對應(yīng)。視頻屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如繪畫作品，動如電影，廣泛應(yīng)用于體育場館、會展中心、商場、賓館、醫(yī)院、銀行、建筑市場、拍賣行、展覽展示現(xiàn)場及其它公共場所。當(dāng)前第49頁\共有69頁\編于星期一\17點第五章LED麗得管工程應(yīng)用6.1LED麗得管可實現(xiàn)的功能

當(dāng)前第50頁\共有69頁\編于星期一\17點LED麗得管是護(hù)欄燈系列中最為先進(jìn)的一個品種，除具有LED護(hù)欄管的一切優(yōu)點外，還可根據(jù)用戶的要求隨即變換花樣，如整棟大樓樓面顯示的幾何圖形，漢字，數(shù)字等，采用LED麗得管作為標(biāo)志性建筑的裝飾燈具，其廣告效應(yīng)是其他燈具無法比擬的。當(dāng)前第51頁\共有69頁\編于星期一\17點通過最先進(jìn)的微電腦控制器及微控制芯片控制，可實現(xiàn)漸變，跳變，色彩閃爍，變字，變圖案等，LED麗得管可實現(xiàn)如下功能：（1）單色變化。有紅綠藍(lán)三種主色調(diào)和許多過渡色彩，通過設(shè)置控制器，使顏色停留在某一種狀態(tài)。（2）選擇色彩。LED麗得管是變化最為豐富的裝飾工具，每條燈具中的LED分為48組，共有144只橫流芯片控制。當(dāng)前第52頁\共有69頁\編于星期一\17點（3）節(jié)日燈光，在節(jié)日里，可設(shè)定為節(jié)日燈光效果，通過電腦設(shè)置變化出多種樣式，如單色追逐，自內(nèi)向外，由外向內(nèi)等。（4）產(chǎn)生特殊的廣告效果。（5）組成彩色顯示屏。當(dāng)前第53頁\共有69頁\編于星期一\17點6.2LED麗得管的主要特性（1）內(nèi)置微控芯片，可單機(jī)運(yùn)行或多條組成網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一控制，提供多種動態(tài)效果，包括動態(tài)的顏色衰退，色彩追逐，跳動等。（2）戶內(nèi)戶外都可使用（3）采用超高亮度紅光，綠光，藍(lán)光為光源（4）方便好用的連接裝置可以將多個麗得管連接起來。（5）壽命長，耗電低（6）防水防塵當(dāng)前第54頁\共有69頁\編于星期一\17點6.3戶外型LED麗得管低壓型麗得管是用紅、綠、藍(lán)三種顏色的LED作為光源。12V麗得管由SRC-181-12V控制器控制，24V麗得管由SRC-181-24V控制器控制。當(dāng)前第55頁\共有69頁\編于星期一\17點（1）低壓防水戶外型麗得管當(dāng)前第56頁\共有69頁\編于星期一\17點（2）可調(diào)色溫白光LED麗得管可調(diào)白光LED麗得管以黃，白兩種顏色的LED作為發(fā)光源，可分為需要控制器和不需要控制器兩種