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采用电源管理芯片的RGB LED彩灯驱动控制办法设计

2021-03-08 ryder

LED是一种性能优良的显示器件,具有寿命长、节电、高亮度、多种发光颜色、应和速度快和驱动电压低等优势,在节省能源的同时还可以通过pWM器件调节LED发光强度,根据RGB三原色混光原理调出多种颜色,再通过MCU智能控制实现多种显示效果。现正大量使用于城市亮化、建筑景观照明、舞台灯光设计等范畴。


本设计办法采用恩智浦半导体(NXp)的电源管理芯片、微控制器、I2C器件、LED驱动器件,为LED灯光系统设计供应全套的办法设计。


紧要芯片:pCA9633/34/35:NXpI2总线RGB/RGBALED闪烁/混光芯片;TEA152x:NXp电源芯片;LpC92x:NXp900系列MCU;p82B96/pCA9600:NXpI2C总线驱动芯片。


紧要使用:


1.点光源:使用LED彩色屏显示原理,将其像素放大,降低整体造价成本,每个模块为一个彩色像素点。使用环境:酒吧、KTV、舞台、商场、展厅,作为音乐旋律显示,背景墙装扮、幕墙广告等。


2.LED彩虹管:每条灯管由多个彩色像素点(RGB)组成,每个单色像素点可出现256个灰度级的变化。使用环境:立交桥、河道护栏、建筑外墙等不同场所的装扮照明。


系统硬件设计:


LED彩灯控制系统紧要蕴含驱动模块、控制模块、LED电源三部分。


1.驱动模块设计


要怎么样实现让LED模块呈现不同的颜色,紧要依赖人的视觉间歇惰性原理,利用对R、G、B三原色的LED的占空比实现颜色的混合。本设计办法的LED颜色显示紧要依赖NXp公司的I2C接口LED闪烁/混光驱动芯片pCA9633(pCA9633-4位pWM输出,pCA9634-8位pWM输出,pCA9635-16位pWM输出)输出256灰度级的颜色来实现彩色显示。控制器只要传送该模块的RGB颜色的灰度值即可实现颜色显示。


pCA9633是I2C总线控制的可编程pWM输出的四位LED驱动器件,紧要使用于LEDRGB/RGBA(Red/Green/Blue/Amber)混光,紧要性能指标如下:


1.4路LED驱动,每路驱动可以通过软件编程为四种状态,分别是:开、关、可编程pWM闪烁控制输出、可编程每路灰度级别,同时支持四路整体亮度调节的pWM混光输出。


2.调光控制,pWM输出频率97kHz,每路有256个灰度级别。


3.闪烁控制,pWM可编程频率范围24Hz~10.73s,占空比可编程范围0%~99.6%。


4.可通过190Hz的pWM输出对四路pWM输出整体亮度256级调节。


5.四位输出可编程设置为推拉输出(在5V时,灌电流25mA,拉电流10mA)。


6.7个硬件地址设定引脚,同一I2C总线最大可接126片。


7.每片pCA9633有四个可编程软件地址:一个全部应和地址和三个子地址。


8.内置25MHz晶振和上电复位电路,也可通过I2C总线实现软件复位。


9.SDA/SCL内置噪声滤波器,支持1MHz的I2C快速模式。


10.支持热插入,低待机电流,支持电压范围:2.3~5.5V。


下图为驱动单元的设计,其中红绿蓝3色LED的数量可以是多个的,依据自己的设计要求可以选择并联或串联的方式,再按照LED的连接方式及电压/电流等要求选择适合的开关管即可,少量的LED也可用pCA9633笔直驱动,详尽参数见pCA9633资料。驱动模块通过pCA9633的A6~A0管脚设定访问地址,接到控制模块输出的I2C总线上就可正常工作,每条I2C总线可接126块调光驱动模块。

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