Arbejde med bipolar LED Driver Circuit

Arbejde med bipolar LED Driver Circuit

En LED driver eller bipolar LED-driver er et elektrisk kredsløb, som regulerer mængden af ​​strøm og spænding til en LED- eller LED-lampe. En LED-lampe er et lys, der indeholder et arrangement af LED'er, der er konfigureret i et elektrisk kredsløb, der er designet til at fungere effektivt. Bipolære LED-driverkredsløb er strømforsyninger optimeret til LED'er og er generelt kendt som “LED-drivere”.



LED-driverne modtager strøm fra hovedvekselstrømskilden (primær spænding). Driveren korrigerer denne primære spænding for at generere en konstant DC spænding på den sekundære side for at drive LED-lampen. LED-drivere kan have klodsede jernkernetransformere til at nedskære hovedhøjspændingen til en lavere spænding for LED-lampen (for eksempel 12V).


De fleste husstande bruger en strøm inverter at reducere spændingen til LED-lampen på grund af deres lavere pris og lille formfaktor.





Den grundlæggende struktur for bipolar LED

Lysemitterende dioder (LED'er) er to-terminal halvlederanordninger. En LED PN-kryds frigiver fotoner, når en strøm strømmer gennem den i en proces kaldet termoluminescens. Farven på en LED indstilles efter den anvendte type materiale - som indstiller egenskaberne for energibåndgabet, der er specifikt for halvlederen.

Struktur af et LED og kredsløbssymbol

Struktur af et LED og kredsløbssymbol



En LED er også lavet af et P-N-kryds, men silicium er uegnet, fordi energibarrieren er for lav. De første lysdioder blev fremstillet af galliumarsenid (GaAs) og producerede infrarødt lys ved ca. 905 nm.

Årsagen til at producere denne farve er energiforskellen mellem ledningsbåndet og det laveste energiniveau (valensbånd) i GaAs. Når en spænding påføres over LED'en, får elektroner nok energi til at hoppe ind i ledningsbåndet og strømmen strømmer. Når en elektron mister energi og falder tilbage i valensbåndet, udsendes ofte et foton (lys).


Photon Light Emission i Semiconductor

Photon Light Emission i Semiconductor

Bipolar LED Driver Circuit ved hjælp af Microcontroller

Dette er et simpelt kredsløb, der er angivet nedenfor, og designet involverer grænsefladen mellem en mikrokontroller, oscillatoren og nulstiller kredsløb til mikrokontrolleren og valg af LED-modstand.

Bipolar LED Driver Circuit ved hjælp af en Microcontroller

Bipolar LED Driver Circuit ved hjælp af en Microcontroller

Den anvendte LED har et fremadrettet spændingsfald på 2,2 V og kan derfor være forspændt ved hjælp af en 5 V-forsyning. Kredsløbet bruger en mikrocontroller til at drive den bipolære LED. Styringen af ​​LED-driverkredsen udføres af Microcontroller-program , baseret på input-trykknapper. Mikrocontrolleren er derfor programmeret til at sende passende signaler til de to udgangsben. Disse outputstifter er forbundet til terminalerne på den bipolære LED.

Interfacet med mikrocontroller opnås ved at forbinde to trykknapkontakter til port P1 og tilslutte de to terminaler af bi-farvet LED til port P2. Oscillatordesignet gøres ved at vælge to 10pF keramiske kondensatorer for at give stabilitet. Ursignalet genereres ved hjælp af en 11MHz krystaloscillator.

Nulstillingskredsløbet er designet ved at vælge en elektrolytkondensator på 10uF og en modstand på 10K for at opnå en nulstillingspulsbredde på 100 ms. Spændingsfaldet over modstanden holdes omkring 1,2V.

Arbejde med bipolar LED Driver Circuit

Når kredsløbet er tændt, scanner mikrokontrolleren altid indgangsstifterne i port P1. Hvis der trykkes på den første knap, modtager mikrokontrolleren et lavt logisk signal ved den tilsvarende indgangsstift, og følgelig tildeler kompilatoren et højt logisk signal til pin P0.0 og lavt logisk signal til pin P0.1. Dette rødder det røde lys på LED'en for at lyse.

Når der trykkes på den anden knap, tildeler kompilatoren følgelig et lavt logisk signal, der tildeles både outputstifterne og LED'en slukkes.

LED Driver Circuit til lysstyringskontrol af LED med 555 Timer

LED Driver Circuit til lysstyringskontrol af LED med 555 Timer opnås normalt ved hurtigt at skifte strømforsyningen til LED'en og styre strømforsyningens TÆND / SLUK-forhold ved hjælp af en kaldet proces pulsbreddemodulation (PWM) . LED-drivere har også en kontrolsløjfe indbygget i dem for at opretholde en konstant strøm.

LED Driver Circuit til lysstyringskontrol af LED med 555 Timer

LED Driver Circuit til lysstyringskontrol af LED med 555 Timer

Dette kredsløb vist ovenfor er designet baseret på en 555 timer IC . Tænd for kredsløbet (5V), fordi spændingen ved udløserstiften på 555 IC er mindre end 1/3 Vcc.

Indgangsspændingen når kondensatoren via 10kΩ potentiometeret og diode D2, så kondensatoren begynder at oplade med en tidskonstant RdR1C (hvor Rd er den fremadgående modstand af Diode D2).

Når kondensatorspændingen overstiger 2/3 Vcc, nulstilles 555-timeren. Derefter vil output være nul volt. På dette tidspunkt aflades kondensatoren via dioden D1 og potentiometeret R1 til udgangsstiften, da den er ved jordpotentiale. Når kondensatorspændingen går under 1/3 Vcc, stiger output fra 555 IC igen til 5V. Denne proces fortsætter.

Her er opladnings- og afladningsstien helt anderledes, da den er isoleret af dioderne D1 og D2 (se ovenstående billeder). Hvis potentiometerets midtpunkt er 50% (midten), vil vi kunne få en 50% driftscyklus (firkantede bølger med samme pulsbredde).

Impulsbredden kan varieres ved at ændre opladnings- og afladningstiden, dette er muligt ved at justere potentiometeret. Således får vi PWM-signalet efter vores nødvendige intensitetsniveau.

Dette signal påføres LED'en via en 4,7 kΩ modstand. Lysstyrken på LED er proportional med gennemsnitsværdien af ​​firkantbølgen. For høj pulsbredde er det muligt at få lysets enorme lysstyrke. Også, hvis det er en lav puls med, falder lysstyrken.

Anvendelser af bipolære LED-drivere

Nogle applikationer til LED-drivere er:

  • Industriel / udendørs belysning
  • Automatisk intensitetskontrol af gadebelysning
  • Kommerciel belysning
  • Boligbelysning
  • Mobiltelefonkamera blitz
  • Automotive interiør eller baglygter
  • Bærbar lommelygte / lommelygte
  • Skiltning
  • Elevatorbelysning
  • LCD baggrundsbelysning

Således handler det hele om Bipolar LED-driverkredsløbsdesign, dets konstruktion ved hjælp af en mikrocontroller, 555 timer IC og applikationer. Vi håber, at du har fået en bedre forståelse af disse oplysninger.

Desuden er spørgsmål vedrørende dette koncept eller elektriske og elektroniske projekter , bedes du give dine værdifulde forslag ved at kommentere i kommentarfeltet nedenfor. Her er et spørgsmål til dig, hvad er funktionen af ​​potentiometeret i et LED-dæmpningskredsløb?