[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字電位器的LED調(diào)光電路

在審

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• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN107770903A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王直;陸斌;滕凱;翁鐵鷹;孫標;許根源;李藍燕;張瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇博權(quán)醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: H05B33/08
• 分類號: H05B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：本發(fā)明涉及LED的調(diào)光電路，尤其是涉及一種基于數(shù)字電位器的LED調(diào)光電路。

技術(shù)背景：

LED作為新興光源，性能優(yōu)異，具有發(fā)光效率高、耗電量少、使用壽命長、光色純、穩(wěn)定性較高、綠色環(huán)保等諸多傳統(tǒng)光源無法比擬的優(yōu)越性，因而在當今社會，LED在照明、光電檢測、醫(yī)學等諸多方面得到了廣泛的應用。LED作為一種發(fā)光二極管，具有二極管的電學特性，傳統(tǒng)的LED恒流驅(qū)動雖然技術(shù)成熟簡單，其缺點是一旦電路設(shè)計完成，驅(qū)動電流及固定不變，在LED發(fā)生光衰或者需要對LED亮度進行調(diào)節(jié)的場合則難以根據(jù)需要改變LED驅(qū)動電流。時下較為常用的PWM調(diào)光技術(shù)雖然可以對LED亮度進行調(diào)節(jié)，但是對控制器要求較高，由于一般LED驅(qū)動器都基于開關(guān)電源原理，如果PWM調(diào)光的頻率為200~20kHz之間時，LED驅(qū)動器周圍的電感和輸出電容容易產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲。此外，在進行PWM調(diào)光時，調(diào)節(jié)信號的頻率與LED驅(qū)動芯片對柵極控制信號的頻率越接近，線性效果就越差，同時反應延遲也是PWM調(diào)光的一個設(shè)計挑戰(zhàn)，這種延遲不僅會影響到對比度，同時還會影響到將LED調(diào)節(jié)到目標電平的時間。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明提出一種基于數(shù)字電位器的LED調(diào)光電路，能夠較好的調(diào)節(jié)LED的驅(qū)動電流。

一種基于數(shù)字電位器的LED調(diào)光電路，其特征在于，包括ＭＣＵ控制器，數(shù)字電位器，LED驅(qū)動模塊，LED光源以及電源模塊，ＭＣＵ控制器通過總線連接多片數(shù)字電位器，數(shù)字電位器連接LED驅(qū)動模塊，LED驅(qū)動模塊連接LED光源，MCU控制器通過控制口PA0、PA1、PA2分別控制數(shù)字電位器的片選信號口、滑動方向控制信號口U/以及滑動控制信號口，數(shù)字電位器的地址選擇端子A0、A1、A2、A3通過連接四位撥碼開關(guān)S實現(xiàn)對該數(shù)字電位器的地址編碼，數(shù)字電位器的輸出端接到LED驅(qū)動模塊的調(diào)光控制端RSET，MCU通過控制數(shù)字電位器輸出電阻實現(xiàn)LED的調(diào)光。

本發(fā)明的有益效果:

（1）本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，技術(shù)成熟，具有廣泛開發(fā)應用的可能性。

（2）數(shù)字電位器較傳統(tǒng)機械電位器具有穩(wěn)定性好，操作方便，噪聲小，使用壽命長等優(yōu)點，進一步保證的LED驅(qū)動電路的可靠性。

（3）MCU控制器可以通過對數(shù)字電位器輸出電阻大小控制實現(xiàn)對LED驅(qū)動輸出電流智能控制。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)組成簡圖。

圖2為本發(fā)明典型應用電路簡圖。

圖3為數(shù)字電位器的多片級聯(lián)簡圖。

圖4為基于數(shù)字電位器的LED調(diào)光電路簡圖。

具體實施方式：

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)組成簡圖，本發(fā)明包括電源模塊、MCU控制器、數(shù)字電位器、LED驅(qū)動模塊、LED光源。MCU控制器控制數(shù)字電位器的輸出電阻的大小進而改變LED驅(qū)動器輸出電流控制管腳的下拉電阻來實現(xiàn)對LED驅(qū)動器輸出電流的控制，進而實現(xiàn)對LED光源亮度的智能調(diào)節(jié)和控制。在使用的時候，LED光源的初始亮度設(shè)置為其最大亮度值Cd的80%左右，同時將其此數(shù)值（0.8Cd）記錄在MCU控制器內(nèi)作為基準亮度值，同時MCU控制器連接一個光強度感應器，當一段時間之后，LED光強度有所衰減，當衰減以后的值低于某個設(shè)定的范圍之后，光強度感應器感應到衰減之后，將信號傳遞到MCU控制器，MUC控制器控制數(shù)字電位器的輸出電阻進而改變LED驅(qū)動器輸出電流控制管腳的下拉電阻來增大LED驅(qū)動器輸出電流，從而使LED光強度增加，恢復到初始設(shè)定值（0.8Cd），進而能夠保持其光強度的一致性。

圖2為本發(fā)明的通過總線方式現(xiàn)實LED驅(qū)動模塊化控制的簡圖，MCU主控制可通過I2C總線接口或三線加/減式串行接口或SPI總線接口或單線接口等數(shù)字電位器常用接口實現(xiàn)對數(shù)字電位器輸出電阻的控制或多片數(shù)字電器的控制進而控制多組LED驅(qū)動模塊，本發(fā)明具有較強的擴展性，單片的MCU通過總線接口可以控制多個數(shù)字電位器調(diào)節(jié)驅(qū)動電流的LED模塊。圖3為數(shù)字電位器的多片級聯(lián)簡圖。圖4本為本發(fā)明給出的一個典型的基于數(shù)字電位器的LED調(diào)光電路簡圖，如圖4，U1為MCU控制器，MCU控制器通過控制口PA0、PA1、PA2分別控制U2數(shù)字電位器的片選信號、滑動方向控制信號U/以及滑動控制信號。對于一些具有總線接口的數(shù)字電位器，MCU可以通過總線的方式實現(xiàn)對多塊數(shù)字電位器的控制，進而實現(xiàn)對多個LED驅(qū)動模塊進行調(diào)光控制，如圖4給出一種MCU通過I2C總線控制多個基于數(shù)字電位器的LED調(diào)光模塊的示例，其中SDA連接串行數(shù)據(jù)線，SCL連接穿行時鐘線，SCL和SDA都是雙向I/O線，它們必須加上拉電阻后接到正電源，如圖4中的R5、R6和+5V上拉電源。數(shù)字電位器的地址選擇端子如圖4中的A0、A1、A2、A3可通過連接四位撥碼開關(guān)S1以及上拉正電源實現(xiàn)對該數(shù)字電位器的地址編碼，從而實現(xiàn)MCU對其更有效更為方便的控制。數(shù)字電位器的輸出端接到LED驅(qū)動芯片U3的調(diào)光控制端RSET，MCU通過控制數(shù)字電位器輸出電阻實現(xiàn)LED的調(diào)光。