使用MAX16832的LED電流控制電路設(shè)計

什么是LED？

LED是發(fā)光二極管（Light Emitting Diode）的縮寫，是一種常用的發(fā)光器件，通過電子與空穴復(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PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?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很陡，使用時必須串聯(lián)限流電阻以控制通過二極管的電流。

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)體之間有一個過渡層，稱為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)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，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(即兩端加上正向電壓)，電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關(guān)。

下面小編分享一個使用MAX16832的LED電流控制電路設(shè)計，以及簡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

使用 MAX16832C的簡單LED電流控制電路是使用 SMD 元件設(shè)計的，眾所周知，LED（發(fā)光二極管）是一種電流驅(qū)動器件。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會產(chǎn)生不同顏色的光。

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

對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)動器，集成MOSFET和高側(cè)電流檢測降壓恒流高亮度LED(稱為HB LED)驅(qū)動器。這些 IC 適用于汽車內(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 直流輸入下運行，并可提供高達(dá) 1 安培的輸出電流。高側(cè)電流檢測電阻器可調(diào)節(jié)輸出電流，專用脈寬調(diào)制 ( PWM）輸入可在較寬的亮度級別范圍內(nèi)實現(xiàn)脈沖 LED 調(diào)光。如果您不使用 PWM 信號進行亮度控制，那么您可以施加高于 2.8V 的電壓來打開 LED 電流，低于該電壓水平將關(guān)閉 LED 電流。

該電路設(shè)計用于制作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。有一個焊接跳線 JP1，它連接 100Ω 電阻和 DIM，提供邏輯高輸入（2.8V 以上）來打開 LED 電流，LED 的亮度不會改變。如果您想控制亮度級別，請斷開該焊接跳線 JP1 并將 PWM 信號施加到 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，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 信號可實現(xiàn)精確、快速的亮度調(diào)節(jié)。

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