[发明专利]一种基于数字电位器的LED调光电路

说明书

技术领域：本发明涉及LED的调光电路，尤其是涉及一种基于数字电位器的LED调光电路。

技术背景：

LED作为新兴光源，性能优异，具有发光效率高、耗电量少、使用寿命长、光色纯、稳定性较高、绿色环保等诸多传统光源无法比拟的优越性，因而在当今社会，LED在照明、光电检测、医学等诸多方面得到了广泛的应用。LED作为一种发光二极管，具有二极管的电学特性，传统的LED恒流驱动虽然技术成熟简单，其缺点是一旦电路设计完成，驱动电流及固定不变，在LED发生光衰或者需要对LED亮度进行调节的场合则难以根据需要改变LED驱动电流。时下较为常用的PWM调光技术虽然可以对LED亮度进行调节，但是对控制器要求较高，由于一般LED驱动器都基于开关电源原理，如果PWM调光的频率为200~20kHz之间时，LED驱动器周围的电感和输出电容容易产生人耳听得见的噪声。此外，在进行PWM调光时，调节信号的频率与LED驱动芯片对栅极控制信号的频率越接近，线性效果就越差，同时反应延迟也是PWM调光的一个设计挑战，这种延迟不仅会影响到对比度，同时还会影响到将LED调节到目标电平的时间。

发明内容：

本发明提出一种基于数字电位器的LED调光电路，能够较好的调节LED的驱动电流。

一种基于数字电位器的LED调光电路，其特征在于，包括ＭＣＵ控制器，数字电位器，LED驱动模块，LED光源以及电源模块，ＭＣＵ控制器通过总线连接多片数字电位器，数字电位器连接LED驱动模块，LED驱动模块连接LED光源，MCU控制器通过控制口PA0、PA1、PA2分别控制数字电位器的片选信号口、滑动方向控制信号口U/以及滑动控制信号口，数字电位器的地址选择端子A0、A1、A2、A3通过连接四位拨码开关S实现对该数字电位器的地址编码，数字电位器的输出端接到LED驱动模块的调光控制端RSET，MCU通过控制数字电位器输出电阻实现LED的调光。

本发明的有益效果:

（1）本发明结构简单，成本低廉，技术成熟，具有广泛开发应用的可能性。

（2）数字电位器较传统机械电位器具有稳定性好，操作方便，噪声小，使用寿命长等优点，进一步保证的LED驱动电路的可靠性。

（3）MCU控制器可以通过对数字电位器输出电阻大小控制实现对LED驱动输出电流智能控制。

附图说明：

图1为本发明系统组成简图。

图2为本发明典型应用电路简图。

图3为数字电位器的多片级联简图。

图4为基于数字电位器的LED调光电路简图。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图与实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本发明的系统组成简图，本发明包括电源模块、MCU控制器、数字电位器、LED驱动模块、LED光源。MCU控制器控制数字电位器的输出电阻的大小进而改变LED驱动器输出电流控制管脚的下拉电阻来实现对LED驱动器输出电流的控制，进而实现对LED光源亮度的智能调节和控制。在使用的时候，LED光源的初始亮度设置为其最大亮度值Cd的80%左右，同时将其此数值（0.8Cd）记录在MCU控制器内作为基准亮度值，同时MCU控制器连接一个光强度感应器，当一段时间之后，LED光强度有所衰减，当衰减以后的值低于某个设定的范围之后，光强度感应器感应到衰减之后，将信号传递到MCU控制器，MUC控制器控制数字电位器的输出电阻进而改变LED驱动器输出电流控制管脚的下拉电阻来增大LED驱动器输出电流，从而使LED光强度增加，恢复到初始设定值（0.8Cd），进而能够保持其光强度的一致性。

图2为本发明的通过总线方式现实LED驱动模块化控制的简图，MCU主控制可通过I2C总线接口或三线加/减式串行接口或SPI总线接口或单线接口等数字电位器常用接口实现对数字电位器输出电阻的控制或多片数字电器的控制进而控制多组LED驱动模块，本发明具有较强的扩展性，单片的MCU通过总线接口可以控制多个数字电位器调节驱动电流的LED模块。图3为数字电位器的多片级联简图。图4本为本发明给出的一个典型的基于数字电位器的LED调光电路简图，如图4，U1为MCU控制器，MCU控制器通过控制口PA0、PA1、PA2分别控制U2数字电位器的片选信号、滑动方向控制信号U/以及滑动控制信号。对于一些具有总线接口的数字电位器，MCU可以通过总线的方式实现对多块数字电位器的控制，进而实现对多个LED驱动模块进行调光控制，如图4给出一种MCU通过I2C总线控制多个基于数字电位器的LED调光模块的示例，其中SDA连接串行数据线，SCL连接穿行时钟线，SCL和SDA都是双向I/O线，它们必须加上拉电阻后接到正电源，如图4中的R5、R6和+5V上拉电源。数字电位器的地址选择端子如图4中的A0、A1、A2、A3可通过连接四位拨码开关S1以及上拉正电源实现对该数字电位器的地址编码，从而实现MCU对其更有效更为方便的控制。数字电位器的输出端接到LED驱动芯片U3的调光控制端RSET，MCU通过控制数字电位器输出电阻实现LED的调光。