LED驱动电路的基础知识

LED驱动电路的基础知识

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。

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。

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

使用三极管或MOS管等驱动器件：便宜、简单。

使用达林顿管：节省PCB面积 ||| 使用继电器：功率大。

使用串并转换芯片：节省CPU的IO口资源。

驱动单个LED电路

原理图：

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

内部示意图：

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。

视频中使用的器件驱动能力为500ma。

串并转换芯片

好处：可以节省单片机的IO口资源。

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

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。

原理图：

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。

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。

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)。