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一、LED驱动电路

Wooooone 2023-04-29 原文

该专栏笔记整理于哔哩哔哩up主 硬件工程师桥 ，个人感觉up主视频质量还是很高的，对硬件感兴趣的小伙伴可以戳蓝字关注一波~
文档中原理图部分（不包含对原视频截图中涉及的原理图）统一使用 立创EDA 进行绘制
同时，由于个人能力以及时间等因素，笔记中的部分内容难免产生错误，不当部分请以原视频为准，也欢迎各位小伙伴批评斧正~

文章目录

2022/04/09
视频地址：项目篇3_LED的多种驱动方式及选择

LED驱动电路的基础知识

  1. LED串联电阻阻值的计算：例如电源为5V，一个LED正常工作时的电压为2v 电流为20mA。要想使LED正常工作，需要串联的电阻分压5-2=3V，由于串联的LED额定电流为 20mA，所以流经电阻的电流也为20mA，阻值可以用电压3V除以电流20mA大体计算得到
  2. 理论上来说，在LED串联电阻的简单电路中，LED与电阻哪个器件靠近Vcc是无所谓的，但由于电源电压有波动，为了保护LED，通常将电阻放到Vcc一侧，而LED放到GND一侧
  3. 使用单片机时，为保证其正常工作，一般IO口的电流不超过1mA，而LED正常工作时的电流一般为10-20mA，故需要外部驱动电路

驱动LED的三种方法

  1. 使用三极管或MOS管等驱动器件：便宜、简单
  2. 使用达林顿管：节省PCB面积 ||| 使用继电器：功率大
  3. 使用串并转换芯片：节省CPU的IO口资源

驱动单个LED电路

  1. 原理图：
  2. 各个器件的选型及作用：
    • 三极管的选择：Ic端的电流必须满足负载的需求，例如假设上图中LED电流为20mA，因此选择的三极管Ic需要大于20mA
    • R16的选择：可以由Ic和放大倍数求出基极电流Ib，再由 LED_17_MCU 的电压和 Ib 即可大体求出R16的大小
    • R18的作用：由于单片机初始上电时IO口的电平不定，因此此处接一个对地的电阻，可以保证上电时三极管基极处的电平为低，可以避免上电时LED的误闪
    • C7的作用：当外界有干扰时，LED_17_MCU 上可能会出现电压的抖动，当电压抖动较大时，LED会被点亮，因此，加入C7电容可以滤除 LED_17_MCU 上高频的抖动，避免LED因外界的干扰误闪
    • 三极管的漏电流通常为微安级别，因此不足以点亮一颗LED，不用担心漏电流点亮LED

达林顿管

  1. 内部示意图：
  2. 大体作用：将输入的信号进行两极放大，类似于三极管的驱动，但可以将体积做的很小
  3. 视频中使用的器件驱动能力为500ma

串并转换芯片

  1. 好处：可以节省单片机的IO口资源
  2. 选择：使用电流驱动型芯片，由于二极管的UI曲线类似于指数型，在电压变化很小的情况下电流变化会很大，若使用电压型驱动芯片，在电压变化不大的情况下可能会造成电流有较大的变化

背光灯的设计

  1. 背光灯设计时注意将LED合理分布，避免LED在一处聚集造成某处过亮或光线在屏幕边缘反光造成屏幕边缘过亮，影响观感

  2. 原理图：

  3. 背光灯的特点：选用串联的方式，由于器件的体质不同，若使用电压控制亮度，降低同样电压，LED的亮度降低程度可能会出现较大的差异

  4. 下图不可使用，电压变化时可能会造成亮度变化明显，因此上图中R29电阻不可以省略

  5. 在设计背光灯的PCB时通常将焊盘放置的非常紧密，由于串联关系，可以将0欧姆电阻和LED交换位置（紧密的好处：当屏幕的亮度不均匀时，可以调整LED的位置，使屏幕的亮度均匀）

驱动LEDxff0cxffxff0硬件工程

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