NCP5009驅(qū)動(dòng)白光LED電路圖
出處:tkgg324 發(fā)布于:2010-12-03 00:00:00 | 17586 次閱讀
安森美公司(ON Semiconductor)在2002年4月份推出的NCP5009,是一種由升壓式DC/DC變換器電路和電流調(diào)節(jié)電路構(gòu)成的可自動(dòng)調(diào)節(jié)白光LED亮度的驅(qū)動(dòng)器,它可用做彩色液晶顯示器(LCD)的白光LED背光源驅(qū)動(dòng)器。
?。?)NCP5009的特點(diǎn)
NCP5009的主要特點(diǎn)是:輸入電壓范圍為2.7~6.0V;輸出電壓可升高到15V;靜態(tài)電流的典型值為3μA(微功耗產(chǎn)品);內(nèi)部有開關(guān)電流檢測(cè)電阻器(外部無(wú)須接電流檢測(cè)電阻器);白光LED的電流可由外設(shè)電阻器設(shè)定;可方便地調(diào)節(jié)白光LED的亮度(有本地或遠(yuǎn)地控制的可能);外設(shè)一光電三極管,可根據(jù)環(huán)境光的亮暗自動(dòng)調(diào)節(jié)白光LED的亮度;有高于75%的轉(zhuǎn)換效率;輸出噪聲低;所有引腳都有耐2kV的ESD保護(hù);10引腳貼片式封裝;工作溫度范圍為-25~+8℃。
(2)NCP5009的典型應(yīng)用
NCP5009的典型應(yīng)用電路如圖1所示。該電路是以升壓式DC/DC變換器為基礎(chǔ),由外設(shè)電阻器R1,及微控制器(μC)來(lái)設(shè)定白光LED電流的,并具有白光LED亮度自動(dòng)調(diào)節(jié)電路。與控制白光LED亮度相關(guān)的引腳的功能是CS(引腳3)CLK(引腳5),它們與μC連接,由μC控制亮度等級(jí)信號(hào)Bn(由內(nèi)部移位寄存器組成。Bn=1~7,Bn值越大,亮度越高)的值。IREF引腳(引腳1)外接電阻器R1,R1用來(lái)設(shè)定白光LED的電流。PHOTO引腳(引腳2)外接光電三極管,用來(lái)檢測(cè)環(huán)境光的亮暗及調(diào)節(jié)LED的電流。
圖1 NCP5009的典型應(yīng)用電路
①IREF、IPHOTO及IPEAK。IREF電流是從IREF引腳(引腳1)流經(jīng)電阻器R1到地的電流;IPHOTO是從PHOTO引腳(引腳2)流經(jīng)光電三極管VT1到地的電流(環(huán)境光越亮,光電三極管的內(nèi)阻越小,IPHOTO越大);IPEAK是DC/DC變換器中流過(guò)電感器L1的峰值電流。
IREF與IPHOTO是由內(nèi)部電流鏡電路來(lái)控制的,它們對(duì)輸出電流的比值是1:1的,并且IREF與IPHOTO對(duì)輸出電流的作用是相反的,IREF的增加會(huì)使輸出電流增加,但I(xiàn)PHOTO流的增加會(huì)使輸出電流減小。
IREF電流與IPEAK電流(從UBAT經(jīng)電感器L1、開關(guān)管VT1到地的電流)由另一個(gè)電流鏡電路控制,它們的比例是1:746(即IREF=1μA時(shí),IPEAK=746μA)。當(dāng)μC給出亮度等級(jí)Bn值時(shí),IPHAK與IREF、IPHOTO及Bn的關(guān)系式為
式中,1.24V是內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓。
環(huán)境光線較亮?xí)r,IPHOTO較大,由公式(3-15)可知IPEAK也相應(yīng)減小,則白光LED的電流LED也隨之減小,即白光LED的亮度將隨IPHOTO的增大而減??;反之亦然。這樣就可達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度的目的。這里要注意的是IPEAK并不是直接輸入白光LED的ILED,ILED是白光LED的平均電流,IPEAK∝ILED。當(dāng)/IPEAK增大時(shí)ILED也隨之增大。
③LOCAL端的功能。LOCAL是工作模式選擇端,有兩種工作模式可供選擇:當(dāng)此端接高電平或懸空時(shí),工作于由μC來(lái)控制亮度的方式,即CS端與CLK端與μC連接,由μC來(lái)控制Bn值;當(dāng)LOCAL端接低電平時(shí),白光LED的亮度不由;μC控制,即CS端與CLK端不與μC連接,此時(shí)的亮度調(diào)節(jié)由PWM信號(hào)來(lái)控制。此時(shí),CS端是片選輸入端,低電平有效,其接高電平時(shí),器件不工作。此時(shí)PWM信號(hào)從CS端輸入,利用脈寬的變化使白光LED以一定的頻率(100~1kHz)亮滅,即達(dá)到調(diào)節(jié)亮度的作用。
在圖1中,由μC來(lái)調(diào)節(jié)亮度,所以LOCAL為懸空;在圖2中,由PWM來(lái)調(diào)節(jié)亮度,所以LOCAL端接低電平(接地)。在采用PWM調(diào)節(jié)亮度時(shí),IPEAK與IREF的關(guān)系式為
式中,7.5表示內(nèi)部寄存器的亮度等級(jí)Bn=7,這是一個(gè)常數(shù),無(wú)須設(shè)定。
圖2 LOCAL端的連接圖
由于沒有接光電三極管,IPHOTO=0,則公式(3-17)的另一種形式為:IPEAK=IREF×7.5×746。
④連接更多的白光LED電路。NCP5009可連接串聯(lián)及并聯(lián)的負(fù)載,如圖3所示。圖3中有3種不同的情況,圖3(a)為驅(qū)動(dòng)5個(gè)并聯(lián)LED串,每個(gè)LED串為2只白光LED;圖3(b)為驅(qū)動(dòng)3個(gè)并聯(lián)LED串,每個(gè)LED串為2只白光LED;圖3(c)為驅(qū)動(dòng)3個(gè)并聯(lián)LED串,每個(gè)LED串為3只白光LED(圖中的ULOAD為NCP5009輸出端的電壓)。
圖3 NCP5009的連接圖
由NCP5009構(gòu)成驅(qū)動(dòng)如圖3所示負(fù)載的電路的參數(shù)是UBAT=3.6V,L1=22μH,采用UF≈3.35V的白光LED。根據(jù)圖3中給出的ILED的總電流值可計(jì)算出圖2電路中的R1值。
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