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1、三基色LED照明灯的设计制作,TPS62260 LED driver 关键字：TPS62260,MSP430F21311RGE,LED 驱动电路图 通常LED都是使用恒流源来驱动的。这是因为它们的亮度是由“流明”（Im）来衡量的，而流明正比于电流. 因此。所有的发光二极管的制造商使用的是正向电流II而不是用正向电压V,来指定参数，如光输出、可 视角度和波长等的。因此，在这个电路中，我们使用了合适的恒流稳压器。一、高亮LED的恒定电流市场上大多数的开关稳压器是用来稳压的，而不是作为恒流源的。一个可以用于修改电路的方法是将稳压 器不断进行转换恒定电压到恒定电流的操作。我们通常在需要调节电压的地方使
2、用分压电阻用来代替分压 器，如下图所示。GNDoVINSWMODITPS62260DRVENFBGNf)PwPd2. 2 H H+bVV1NIIR110kGfffiPwPd4 / l“22 *ooVourMODETPS62260EN DRVLEORfe二、降低LED的亮度有两种方法可以调节LED的亮度。第一种，也是最简单的方法，就是模拟控制一低电流产生的亮度比较 暗。不幸的是这种方法有两个很大的弊端：首先，LED的亮度并不是严格与电流成比例的；其次，发射光 线的波长与正常的LED值不同。这两种情况都是不可取的。第二种是稍微复杂的控制方法，采用恒流源为 LED提供标称的工作电流。一个额外的电路能
3、以给定的比率很快的打开或关闭发光二极管，从平均上看发 光二极管的亮度折中。这被视为减少光照强度。通过调节这个比率，我们可以很容易地让发光二极管发出 合适的亮度。这种方法被称为脉宽调制（或PWM）。三、用PWM调节亮度我们以用TPS62260控制产生PWM为例来说明。TPS62260是一个集成的同步降压转换开关元件器，典型的 时钟频率是225MHz。在下图所示的电路中。我们将PWM信号直接连接到了它的使能引脚上了。整个开关稳压电路的启动和关闭是由PWM信号控制 的。试验表明，使用这种连接方法最高可以输入100Hz的PWM信号。这样做的好处是它简单，不需额外 的器件。这也是最有效的，因为在它不工作
4、时，开关稳压器只能产生很小的静态电流。它的缺点是这导致 了使能脚上的LED变高时的延时。这是因为开关稳压器有个个“软启动”功能：当装置启动，输出的电流是 逐渐增大的，直到达到LED的额定电流。在某些应用中，这些可能会是问题，比如不同LED所产生的光 的波长，电流是从它的最小值逐渐增加到它的正常操作水平的。例如，在一个PLD项目或液晶电视面板的 LED背光灯中。这种变化是不允许的。但是在这个例子中。对眼睛的影响不是很明显。第二种变型（下图）中，小于5kHz的PWM信号是通过一个小信号二极管TS4148RY耦合到TPS62260的误差 放大器的输入。在这种配置中，输出波长的转移是由电缆来决定的。因
5、此它的影响微乎其微。此外，我们 在实验室发现，PWM频率可提高到5kl-1z。第三种可能的方法是小于50kHz的PWM信号用来控制一个与LED相连的MOS场效应管Si302ADS。场效 应管使LED短路并能更迅速地使它开启和关闭。调节器工作在恒流模式，因此电流要么流过LED，要么流 过场效应管。这种方法的缺点在于增加了场效应管的花费和低效率：多达180mW的功率会浪费在2Q的限 流电阻上。它的优点是高输入频率：在试验中，我们成功地给TPS62260输入了高达50kl-1z的频率。Si 2302ADS咖0kHz-o-Kl-TS4148RY10kn1()k5 kHzO四、实际电路电路的核心(上图和
6、下图)是一个MSP430F2131微控制器。它被编程为三相PWM发生器，同时读取来 自旋转编码器(R1)的值。这个编码值用来作为索引查找表，控制每个红色、绿色和蓝色发光二极管的脉冲 间隔比率。相应的PWM信号可在输出脚TAO, TAl和TA2上提供，频率大概为122Hz。由于人眼的视觉暂 留，这个频率可以确保LED不会闪烁。为切实执行，我们选择了小于5kHz的PWM控制方法，这是一个很好的在电路复杂性和性能之间折中的方 法。如下图所示，每种颜色的发光二极管红的red(D14),绿色greell(D24)和蓝色blue(334)都由一个独立 的TPS62260DC / DC转换器提供恒定电流。2
7、Q的电阻设定了流经发光二极管的额定电流为300mA。大电 流(达到1A)可以使用TPS62260的“哥哥”TPS62290。它的封装与TPS62260相同。FWM信号是由一个小信号二极管(D13、D23、D33)耦合的。当PWM信号过高时，它会反转相应的开关稳 压器的错误信号输入，这个稳压器有一个电压为600rnV的阈值电压。这就意味着过高的PWM信号会迫使 发光二极管熄灭。随后，当PWM信号变低时，调节器再次开始运转，发光二极管又会变亮。热片同时也 能帮助印制电路板散热。整个电路是由一可控的5V、1A的直流电源适配器供电的。一个使用电阻和齐纳二极管的简单稳压电路克 将5V的电压降低为33V的
8、电压，从而可以给MSP430供电。+3.弭+3. 30*3 3VR54Zk1Q11ENCODER24o1IOdivccNMI/RSTIESTP2.0/SCLK/CA2PI 7/TA2/TOO/TD1P2.1/JNCLK/CA3PJ 6/W/TD1/TCLK；P2. 2/CA0UT/TA0/CA4Pl 5/TAO/TUSP2.3/TA1/CA0PI./SMCLK/TCKP?. 4/TA.-CATPl 37TXZP2. 5/CA5Pl 2/TAIXIN/PP 6/CAfiPL l/TAOX0UT/P2 /CA7PI 0/IAGLKMSP430T2131 IRGEVSPwPd22521?0IB171
9、615142oJPl5O1113+3. 3Vr 12NET-DIMM-LED1NET-DIMM-LED2NLTDIMM-I,E：D3HET-EN电路可以按下图所示的印制电路板布置。有三个版本的电路板，不同之处只是在于发光二极管的封装 和尺寸，这样能够使用不同的发光二极管。用来试验的印制电路板的双面都使用了 SK477100散热片，它们是用双面胶固定在板子上的。满功耗运 行时，可以把发光二极管的温度从61Q不使用散热片）降低到54。C（使用散热片）。散热片同时也能帮助印 制电路板散热。+5VVINVinC13C1222 H4. 7n0TP11TP12YT L11SW2 2uHTP22U11MOD
10、ETPS62260DM F8GND PwPdC114. 7u红1WVinSWR122QC22TP13仁22|7TDI 3oR13 10k TS4148RY NH-DIMMIFOJC236U11MODF TPS62260 DRVFBPwPd|-600mV3 R21=10k C2ID241W蓝034C32G31224. 7uTP3IR322tiU11MODETPS62260EN DRVGND4鬻茨玉卸jiR23 10k21304T一TP33033 Y艮一iNET-DIMMR33 10k TS4I48廿LED I44一J TP230230KJTS414ARY IR222Q-oNET-01LED2Cl4. 7u8ZX84-C3V3
三基色LED照明灯的设计制作
