LED 电路设计
时间:2018-12-12 15:53来源:ZLG致远电子
摘要:ZLG自主研发下一代软件开发平台-Aworks实时操作系统,帮助用户基于稳定的软硬件平台快速实现产品开发。
现今人们看到最多的显示装置是什么?大家的回答想必都是显示屏,其实有一个已经融入我们生活各个角落的重要显示装置,那就是常见的小LED,他们是如何实现显示呢?
上期我们从“蓝黑白金裙”之争说到屏幕图形格式转换,(详细可点击查看《【干货】从色彩角度看人机交互界面设计》),但显示装置除了屏幕外,还有很多不起眼但却融入我们生活各个角落的重要小角色,比如我们常见的LED,想要点亮他们其实可以更简单。
LED大家族简述
LED是Light Emitting Diode的缩写,即发光二极管,是一种应用非常广泛的半导体发光/显示元件。发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区,进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。通过使用不同的材料及工艺,LED可以发出红色、绿色、黄色、白色、蓝色、橙色等光。
在市面上,LED产品有发光二极管、数码管、米字管、符号管、点阵显示屏、LED背光、LED照明灯等,参考如下图1所示。事实上,数码管、米字管、符号管、点阵显示屏……当中的每个发光单元都是一个发光二极管。
LED特性分析
使用不同材料(管芯材料)的LED,其正向电压也有所不同,在设计电路前要先了解一下它们的基本特性,参考如表1所列。
表1 常用发光二极管基础特性表
注意:设计LED电路时,工作电流最好小于0.6 IFM,这样LED使用寿命会更长。
独立LED灯驱动电路
1、电源指示灯
D1采用红色LED灯(GaAsp管芯),封装形式由产品要求决定。工作电流计算如下:
常规设计,If要在0.5~3mA范围内,减少电源指示灯对电能的消耗。对于5V电源,限流电阻R1推荐采用3K;对于3.3V电源,限流电阻R1推荐采用1K。
2、状态指示灯
对于单片机,其I/O灌电流可达20mA(具体芯片要以数据手册为准),可以直接使用I/O控制LED灯作为状态指示。
常规设计,If要在2~15mA范围内。当驱动多个LED时要注意,由于CPU对总电流限制,比如100mA,所以要保证多个LED同时点亮的电流要小于总电流。如果使用了绿色的LED灯,由于绿色LED正向压降比红色的大,所以其限流电阻要小一点。
对于单片机,其I/O可以设置为推挽输出模式,驱动电流可达20mA,这类CPU可以采用拉电流的方式驱动,如图4所示。
通常设I/O的Voh等于VCC。常规设计,If要在2~15mA范围内。当驱动多个LED时要注意,由于CPU对总电流限制,比如100mA,所以要保证多个LED同时点亮的电流要小于总电流。对于其它类型的CPU(如3.3V的ARM),根据其I/O特性,也可以采用这两种驱动方式。
对于2引脚的双色LED,其驱动方式如图5所示。对于I/O可以设置为推挽输出模式的CPU,可以直接使用I/O直接驱动;对于标准51单片机,则需要外加驱动电路,如2个非门。当一个口输出1,另一个口输出0时,其中一个LED灯点亮;如果两个控制口均输出1或均输出0,则LED灯熄灭。
总结
本文仅是简单的介绍了嵌入式硬件设计中LED驱动,但整体嵌入式硬件设计对于技术指标的要求是较高的,若产品设计环节可以选用合适核心板进行开发设计。ZLG致远电子嵌入式产品经过近二十年的设计经验积累,从产品的RTC时钟,电源管理,ESD防护电路,各类通讯接口等方面全面保证产品的稳定性。
ZLG致远电子从2001年从8位单片机方案设计开始,逐步掌握ARM7、ARM9、Cortex-A7、A8、A9、M7以及最前沿的A53等ARM体系的处理器应用技术,拥有全系列的工业级ARM核心板与工控机。
同时,基于对嵌入式技术的理解与积累,ZLG自主研发下一代软件开发平台-Aworks实时操作系统,帮助用户基于稳定的软硬件平台快速实现产品开发,基于ZLG工业级核心板/工控板开发的产品已广泛应用于电力、轨道交通、工业现场、医疗等对产品可靠性要求较为苛刻的场合,并不断深入为各行业提供整套行业应用解决方案。
上期我们从“蓝黑白金裙”之争说到屏幕图形格式转换,(详细可点击查看《【干货】从色彩角度看人机交互界面设计》),但显示装置除了屏幕外,还有很多不起眼但却融入我们生活各个角落的重要小角色,比如我们常见的LED,想要点亮他们其实可以更简单。
LED大家族简述
LED是Light Emitting Diode的缩写,即发光二极管,是一种应用非常广泛的半导体发光/显示元件。发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向截止、击穿特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区,进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光。通过使用不同的材料及工艺,LED可以发出红色、绿色、黄色、白色、蓝色、橙色等光。
在市面上,LED产品有发光二极管、数码管、米字管、符号管、点阵显示屏、LED背光、LED照明灯等,参考如下图1所示。事实上,数码管、米字管、符号管、点阵显示屏……当中的每个发光单元都是一个发光二极管。
图1 常见LED显示模块
LED特性分析
使用不同材料(管芯材料)的LED,其正向电压也有所不同,在设计电路前要先了解一下它们的基本特性,参考如表1所列。
表1 常用发光二极管基础特性表
注意:设计LED电路时,工作电流最好小于0.6 IFM,这样LED使用寿命会更长。
独立LED灯驱动电路
1、电源指示灯
图2 5V和3.3V电源指示灯电路
D1采用红色LED灯(GaAsp管芯),封装形式由产品要求决定。工作电流计算如下:
常规设计,If要在0.5~3mA范围内,减少电源指示灯对电能的消耗。对于5V电源,限流电阻R1推荐采用3K;对于3.3V电源,限流电阻R1推荐采用1K。
2、状态指示灯
对于单片机,其I/O灌电流可达20mA(具体芯片要以数据手册为准),可以直接使用I/O控制LED灯作为状态指示。
图3 独立LED灯驱动—灌电流方式
当相应的I/O输出0时LED灯点亮,输出1时LED灯熄灭。电流计算公式如下:常规设计,If要在2~15mA范围内。当驱动多个LED时要注意,由于CPU对总电流限制,比如100mA,所以要保证多个LED同时点亮的电流要小于总电流。如果使用了绿色的LED灯,由于绿色LED正向压降比红色的大,所以其限流电阻要小一点。
对于单片机,其I/O可以设置为推挽输出模式,驱动电流可达20mA,这类CPU可以采用拉电流的方式驱动,如图4所示。
图4 独立LED灯驱动—拉电流方式
当相应的I/O输出1时LED灯点亮,输出0时LED灯熄灭。电流计算公式如下:通常设I/O的Voh等于VCC。常规设计,If要在2~15mA范围内。当驱动多个LED时要注意,由于CPU对总电流限制,比如100mA,所以要保证多个LED同时点亮的电流要小于总电流。对于其它类型的CPU(如3.3V的ARM),根据其I/O特性,也可以采用这两种驱动方式。
对于2引脚的双色LED,其驱动方式如图5所示。对于I/O可以设置为推挽输出模式的CPU,可以直接使用I/O直接驱动;对于标准51单片机,则需要外加驱动电路,如2个非门。当一个口输出1,另一个口输出0时,其中一个LED灯点亮;如果两个控制口均输出1或均输出0,则LED灯熄灭。
图5 2引脚双色LED灯驱动电路
总结
本文仅是简单的介绍了嵌入式硬件设计中LED驱动,但整体嵌入式硬件设计对于技术指标的要求是较高的,若产品设计环节可以选用合适核心板进行开发设计。ZLG致远电子嵌入式产品经过近二十年的设计经验积累,从产品的RTC时钟,电源管理,ESD防护电路,各类通讯接口等方面全面保证产品的稳定性。
ZLG致远电子从2001年从8位单片机方案设计开始,逐步掌握ARM7、ARM9、Cortex-A7、A8、A9、M7以及最前沿的A53等ARM体系的处理器应用技术,拥有全系列的工业级ARM核心板与工控机。
同时,基于对嵌入式技术的理解与积累,ZLG自主研发下一代软件开发平台-Aworks实时操作系统,帮助用户基于稳定的软硬件平台快速实现产品开发,基于ZLG工业级核心板/工控板开发的产品已广泛应用于电力、轨道交通、工业现场、医疗等对产品可靠性要求较为苛刻的场合,并不断深入为各行业提供整套行业应用解决方案。
免责声明:本文若是转载新闻稿,转载此文目的是在于传递更多的信息,版权归原作者所有。文章所用文字、图片、视频等素材如涉及作品版权问题,请联系本网编辑予以删除。
我要投稿
近期活动
- 安森美汽车&能源基础设施白皮书下载活动时间:2024年04月01日 - 2024年10月31日[立即参与]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年09月01日 - 2023年09月30日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年08月01日 - 2023年08月31日[查看回顾]
- 【在线答题活动】PI 智能家居热门产品,带您领略科技智慧家庭时间:2023年06月15日 - 2023年07月15日[查看回顾]
- 2023年安森美(onsemi)在线答题活动时间:2023年06月01日 - 2023年06月30日[查看回顾]
分类排行榜
- 汽车电子电源行业可靠性要求,你了解多少?
- 内置可编程模拟功能的新型 Renesas Synergy™ 低功耗 S1JA 微控制器
- Vishay 推出高集成度且符合 IrDA® 标准的红外收发器模块
- ROHM 发布全新车载升降压电源芯片组
- 艾迈斯半导体推出行业超薄的接近/颜色传感器模块,助力实现无边框智能手机设计
- 艾迈斯半导体与 Qualcomm Technologies 集中工程优势开发适用于手机 3D 应用的主动式立体视觉解决方案
- 维谛技术(Vertiv)同时亮相南北两大高端峰会,精彩亮点不容错过
- 缤特力推出全新商务系列耳机 助力解决开放式办公的噪音难题
- CISSOID 和泰科天润(GPT)达成战略合作协议,携手推动碳化硅功率器件的广泛应用
- 瑞萨电子推出 R-Car E3 SoC,为汽车大显示屏仪表盘带来高端3D 图形处理性能
编辑推荐
小型化和稳定性如何兼得?ROHM 推出超小型高输出线性 LED 驱动器 IC,为插座型 LED 驱动 IC 装上一颗强有力的 “心脏”
众所周知,LED的驱动IC担负着在输入电压不稳定的情况下,为LED提供恒定的电流,并控制恒定(可调)亮度的作用。无论是室内照明,还是车载应用,都肩负着极为重要的使命。
- 关于反激电源效率的一个疑问
时间:2022-07-12 浏览量:10038
- 面对热拔插阐述的瞬间大电流怎么解决
时间:2022-07-11 浏览量:8807
- PFC电路对N线进行电压采样的目的是什么
时间:2022-07-08 浏览量:9440
- RCD中的C对反激稳定性有何影响
时间:2022-07-07 浏览量:7100
- 36W单反激 传导7~10M 热机5分钟后超标 不知道哪里出了问题
时间:2022-07-07 浏览量:5864
- PFC电感计算
时间:2022-07-06 浏览量:4086
- 多相同步BUCK
时间:2010-10-03 浏览量:37829
- 大家来讨论 系列之二:开机浪涌电流究竟多大?
时间:2016-01-12 浏览量:43119
- 目前世界超NB的65W适配器
时间:2016-09-28 浏览量:59989
- 精讲双管正激电源
时间:2016-11-25 浏览量:127907
- 利用ANSYS Maxwell深入探究软磁体之----电感变压器
时间:2016-09-20 浏览量:107500
- 【文原创】认真的写了一篇基于SG3525的推挽,附有详细..
时间:2015-08-27 浏览量:100182