什么是LED？

LED是發(fā)光二極管（Light Emitting Diode）的縮寫(xiě)，是一種常用的發(fā)光器件，通過(guò)電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光，它在照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。發(fā)光二極管可高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在現(xiàn)代社會(huì)具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫(yī)療器件等。

發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線(xiàn)很陡，使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)二極管的電流。

發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過(guò)渡層，稱(chēng)為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來(lái)，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)(即兩端加上正向電壓)，電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線(xiàn)，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。

下面小編分享一個(gè)使用MAX16832的LED電流控制電路設(shè)計(jì)，以及簡(jiǎn)單分析該電路圖的工作原理。

使用MAX16832的LED電流控制電路設(shè)計(jì)

使用 MAX16832C的簡(jiǎn)單LED電流控制電路是使用 SMD 元件設(shè)計(jì)的，眾所周知，LED（發(fā)光二極管）是一種電流驅(qū)動(dòng)器件。它在正向偏壓下發(fā)光并阻止反向偏壓供電，并且 LED 發(fā)出的光的顏色由 LED 中使用的半導(dǎo)體材料的能帶隙決定。不同的半導(dǎo)體材料在受到正向電流偏置時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同顏色的光。

LED是具有非線(xiàn)性電壓和電流關(guān)系的半導(dǎo)體器件，電流的微小變化會(huì)導(dǎo)致亮度不一致和亮度變化，甚至比LED規(guī)格稍高的電流也會(huì)損壞LED器件。因此，采用電流控制電路來(lái)驅(qū)動(dòng) LED 或 LED 陣列非常重要。

對(duì)于恒流輸出和亮度控制，下面的原理圖中使用了 Maxim Integrated 公司的 IC MAX16832C。

MAX16832A/MAX16832C是2MHz、高亮度LED驅(qū)動(dòng)器，集成MOSFET和高側(cè)電流檢測(cè)降壓恒流高亮度LED(稱(chēng)為HB LED)驅(qū)動(dòng)器。這些 IC 適用于汽車(chē)內(nèi)部/外部照明、建筑照明和環(huán)境照明、LED 燈泡和其他 LED 照明應(yīng)用，是一種具有成本效益的解決方案。這些 IC 可以在 +6.5V 至 +65V 直流輸入下運(yùn)行，并可提供高達(dá) 1 安培的輸出電流。高側(cè)電流檢測(cè)電阻器可調(diào)節(jié)輸出電流，專(zhuān)用脈寬調(diào)制 ( PWM）輸入可在較寬的亮度級(jí)別范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)脈沖 LED 調(diào)光。如果您不使用 PWM 信號(hào)進(jìn)行亮度控制，那么您可以施加高于 2.8V 的電壓來(lái)打開(kāi) LED 電流，低于該電壓水平將關(guān)閉 LED 電流。

該電路設(shè)計(jì)用于制作PCB原型，該電路中使用的所有元件都是SMD（表面貼裝器件）元件。 LED 不包含在 PCB 中，您必須將 LED 陣列連接到 J2 螺釘端子塊中。有一個(gè)焊接跳線(xiàn) JP1，它連接 100Ω 電阻和 DIM，提供邏輯高輸入（2.8V 以上）來(lái)打開(kāi) LED 電流，LED 的亮度不會(huì)改變。如果您想控制亮度級(jí)別，請(qǐng)斷開(kāi)該焊接跳線(xiàn) JP1 并將 PWM 信號(hào)施加到 J3 引腳接頭處的 PWM DIM 輸入引腳。使用具有可變占空比控制的外部 PWM 振蕩器進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。

MAX16832C支持前面提到的各種調(diào)光方法，包括模擬調(diào)光和PWM(脈沖寬度調(diào)制)調(diào)光。模擬調(diào)光涉及向 DIM 引腳施加高于 2.8V DC 的電壓信號(hào)，以連續(xù)調(diào)節(jié) LED 亮度。 PWM 調(diào)光控制流經(jīng) LED 的平均電流，PWM 信號(hào)可實(shí)現(xiàn)精確、快速的亮度調(diào)節(jié)。

MAX16832C的主要功能是調(diào)節(jié)流過(guò)所連接的LED的電流。該 IC 使用一個(gè)名為 RSENSE 的外部檢測(cè)電阻（此處我們使用 1Ω/1W），LED 電流流過(guò)該電阻。通過(guò)監(jiān)測(cè)該電阻器上的壓降，IC 將電流調(diào)節(jié)至恒定值，確保 LED 的亮度水平一致。