《電子技術(shù)應(yīng)用》
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555定時(shí)器在LED驅(qū)動(dòng)器的中的應(yīng)用

2011-10-21
作者:Michael Day

  本文詳細(xì)介紹如何使用便宜的555定時(shí)器" title="555定時(shí)器">555定時(shí)器,在一些不需要LED驅(qū)動(dòng)器全部功能的應(yīng)用中,,代替微處理器對(duì)專用LED驅(qū)動(dòng)器" title="LED驅(qū)動(dòng)器">LED驅(qū)動(dòng)器實(shí)施控制,。這樣做可讓用戶在降低總系統(tǒng)成本的同時(shí),維持LED驅(qū)動(dòng)器的恒定電流,。

  相比幾年以前,,現(xiàn)在使用LED的應(yīng)用越來越多。這些應(yīng)用從高端視頻顯示器到低端照明應(yīng)用,,不一而足,。設(shè)計(jì)人員通常只需要專用LED驅(qū)動(dòng)器的部分功能,但卻無力負(fù)擔(dān)控制它們所需的微處理器的相關(guān)成本費(fèi)用,。

  專用LED驅(qū)動(dòng)器常常被設(shè)計(jì)為微處理器控制型,,旨在實(shí)現(xiàn)諸如模擬或脈寬調(diào)制(PWM) LED電流控制、每個(gè)LED的獨(dú)立控制,、LED狀態(tài)和故障信息讀取等特性,。對(duì)于一些僅要求恒定LED電流的應(yīng)用(例如:LED照明或者發(fā)光)來說,可能不需要這些高級(jí)特性,。在這些應(yīng)用中,,諸如TLC555的555定時(shí)器可以代替微處理器,從而在實(shí)現(xiàn)LED電流精確控制的同時(shí)降低系統(tǒng)成本,,其與輸入電壓,、溫度和LED正向壓降無關(guān)。

  例如,,TLC5917是一款專用LED驅(qū)動(dòng)器,,其控制八個(gè)獨(dú)立的恒流電流阱。正常情況下,,它要求一顆微處理器,,以驅(qū)動(dòng)四個(gè)數(shù)字輸入信號(hào),。指令/OE(允許輸出)激活和關(guān)閉IC。串行數(shù)據(jù)輸入 (SDI) 數(shù)據(jù)在時(shí)鐘 (CLK) 上升沿被時(shí)鐘輸入至IC的輸入移位寄存器,。移位寄存器中的數(shù)據(jù)在 LE 下降沿(鎖閉)轉(zhuǎn)入內(nèi)部開/關(guān)鎖存器中,。當(dāng)需要LED電流的簡(jiǎn)單LED開/關(guān)控制時(shí),下列電路使用隨處可見的555定時(shí)器,,來代替微處理器控制,。

 

  TLC555定時(shí)器代替LED驅(qū)動(dòng)器的微處理器

  圖1 TLC555定時(shí)器代替LED驅(qū)動(dòng)器的微處理器

 

  TLC5917輸出可以驅(qū)動(dòng)八個(gè)獨(dú)立LED,或者也可以并聯(lián)其輸出以提高電流能力來驅(qū)動(dòng)單個(gè)更高功率的LED,。其內(nèi)部電流設(shè)置寄存器具有默認(rèn)啟動(dòng)值,。這些值與Rext共同設(shè)置LED電流。在這種應(yīng)用中,,Rext將每個(gè)輸出的電流設(shè)置為IOUT = 18.75A / Rext = 18.75A / 178 ohm=0.105A,。將所有輸出并聯(lián)連接,得到0.842A的LED電流,。

  上電時(shí),內(nèi)部開/關(guān)鎖存器默認(rèn)將所有輸出開或者關(guān)至“0”,,因此在輸出開啟以前這些鎖存器必須被設(shè)置為“1”,。555 定時(shí)器代替微處理器實(shí)現(xiàn)該功能。CLK和LED都同時(shí)連接至555定時(shí)器的方波輸出,。在每個(gè)CLK上升沿,,SDI數(shù)據(jù)被移位至TLC5917輸入移位寄存器中。在LE的下降沿,,該數(shù)據(jù)被鎖存至開/關(guān)鎖存器中,。由于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和鎖存發(fā)生在不同的時(shí)鐘沿,因此CLK和LE引腳可以連接至相同輸入時(shí)鐘信號(hào),。通過硬連線/OE接地,,IC被永久性地激活。SDI可連接至Vcc,,以在上電時(shí)自動(dòng)開啟LED,。這種連接“1s”連續(xù)計(jì)時(shí),以開啟所有輸出,。我們還可以將SDI連接至一個(gè)開關(guān)或者數(shù)字輸入,,以實(shí)現(xiàn)LED開/關(guān)控制。之后,,可將SDI拉至Vcc,,所有“1s”連續(xù)計(jì)時(shí),從而開啟輸出,。否則其將被拉至接地,,所有“0s”連續(xù)計(jì)時(shí)以關(guān)閉輸出,。

  555定時(shí)器的時(shí)鐘速度決定了LED開關(guān)的快慢。每個(gè)LE下降沿將SDI數(shù)據(jù)鎖存至另一個(gè)八內(nèi)部開/關(guān)鎖存器中時(shí),,八時(shí)鐘脈沖期間LED電流在0-100%之間斜坡變化,,從而開啟或者關(guān)閉另一個(gè)八輸出。圖2顯示了產(chǎn)生的階梯狀LED電流,,其隨每個(gè)連續(xù)LE下降沿而增加和減少,。即使是相對(duì)較慢的10 kHz時(shí)鐘頻率,也會(huì)產(chǎn)生一個(gè)僅為0.8mS的關(guān)-開和開-關(guān)過渡,,我們?nèi)搜蹖?duì)此的感覺僅是一瞬間,。利用非常慢的時(shí)鐘頻率可以實(shí)現(xiàn)逐漸開和關(guān)。將時(shí)鐘頻率設(shè)置為 0.1Hz,,可以在0.8秒時(shí)間內(nèi)逐漸開啟和關(guān)閉LED,。

 

  10 kHz時(shí)鐘頻率時(shí)的LED開啟和關(guān)閉情況

  圖2 10 kHz時(shí)鐘頻率時(shí)的LED開啟和關(guān)閉情況

 

  作者簡(jiǎn)介

  Michael Day現(xiàn)任TI電源產(chǎn)品部電源管理應(yīng)用總監(jiān),在電源轉(zhuǎn)換領(lǐng)域擁有16年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),。當(dāng)前Michael主要負(fù)責(zé)管理TI DC/DC電源應(yīng)用產(chǎn)品部,。他畢業(yè)于德州理工大學(xué) (Texas Tech University),獲電子工程理學(xué)士學(xué)位,,后又獲電子工程碩士學(xué)位,,研究方向?yàn)槊}沖電源。Michael現(xiàn)為IEEE會(huì)員,,發(fā)表了60余篇關(guān)于電源,、便攜式電源以及照明方面的論文。

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