基于CPLD的LED亮度调节系统设计.pdfVIP

Electronictechnology●电子技术 基于CPLD的LED亮度调节系统设计 文／雷飚 李强 姬沣庭z VCC 文章介绍了一种基于CPLD的 LED亮度 调节系统。CPLD接 收上 位机指令后通过程序产生不同占 空比的PwM脉冲控制LED的发光 强度，可以实现 i5个等级的粗略 调节及每个粗略等级 内部67个微 C 调亮度等级的调节，且带有闪烁 控制功能。系统经仿真及 实物验 证达到了设计预期。 【关键词】PwM脉冲 EPM1270LED调光 1引言 LED作为一种新型的发光源具有节能、 环保、寿命长、体积小、安全可靠等诸多优点， 在消费电子，室内外照明及灯光信标指示等领 图2：LED驱动 电路原理 图 域得到越来越广泛的应用。为满足使用需求， 在很多LED的应用场合，都需要对 LED的亮 度进行调节。为此本文设计了一种基于CPLD 高密度、高速度、高可靠性和灵活方便的特点。 两种方法。一种方法是线性控制法，即在电路 的LED亮度调节系统用于对某型号灯光指示 本系统采用Altera公司的MAXII系列CPLD， 中对 LED串联一个工作于线性区的功率管， 设备中的LED灯阵进行亮度调节 。 具体型号为 EPM1270T14415。与上一代 CPLD 通过电流串联负反馈来调节功率管的阻值，使 相比，其具有单个I／0管脚成本和功耗更低且 流过LED的电流始终维持在一个恒定的大小。 2LED的调光方式 性能更高 的优 势。EPM1270T144I5芯片包含 但是由于功率管工作在线性区，会消耗较多的 LED具有两种调光 方式，模 拟调光和 1270个 LE(逻辑宏单元 )，相当于40000个逻 功率，造成系统功率的浪费和发热量的增加 。 PWM 调光 模拟调光就是通过改变流过LED 辑门数，980个等效宏单元数，8Kbit用户可 另一种方法就是恒流源驱动法。恒流源驱动电 的电流大小来改变LED的发光亮度。PWM 用FLASH空间，l16个用户可用 I／0管脚， 路内部的开关电源通过调节开关功率管的通断 即 (脉冲宽度调制 )，是指通过给LED加载一 扩展极为方便。 占空比在保持导通电流恒定的情况下调节输出 个 占空比可变的脉冲信号来控制流过LED 电 功率的大小，是所有驱动电路中效率最高的， 4系统方案 流的通断，从而改变等效的平均电流来改变 特 别适 合驱动大功率的LED。本系统采用 LED的亮度。模拟调光方式的缺点是由于在 整个 LED亮度调节系统由上位机，CPLD PT4155恒流源芯片驱动LED。PT4155芯片外 调光过程中需要改变流过LED的电流，从而 调光电路，LED驱动电路组成。上位机通过 围电路简单，输出电压可从 8至 30V，最大输 会导致LED发光的色彩漂移和发光效率的降 串口接收用户通过人机界面发送的调光指令， 出电流 1．2A，复用管脚DIM可进行LED开关、 低。而PWM 调光方式只是改变导通电流的占 将调光指令转发至CPLD。CPLD读取调光指 模拟调光、PWM调光。本系统采用PWM调 空比，即周期内的导通时间，在导通期间流过 令后产生相应 占空比的PWM脉冲输出至LED 光模式，PWM 脉冲从DIM管脚输入，驱动电 LED 的电流大小是保持不变的，从而避免了 驱动 电路，驱动LED灯阵以不同亮度发光。 路如图2所示 。其 中D1、D2、D3为 串联的 模拟调光带来的缺点。 系统