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利用GPIO擴展器構建電荷泵,驅動藍光LED
日期:2008/4/18 15:22:47   作者:

藍光LED在工業(yè)應用領域越來越受歡迎,有時甚至用作控制面板上的彩色指示器。但是,它們的正向電壓較高,這與電源電壓不斷降低的趨勢背道而馳?刂泼姘寰哂3.3V電源電壓時,若要點亮需要高達3.5V驅動電壓的LED照明指示燈,就會碰到難題。若要驅動多個藍光LED,您可能需要一個電荷泵或者升壓型調節(jié)器。但是如果只驅動單個LED,您可以使用少數(shù)幾個分立元件和PCB上已有的IC來實現(xiàn)。

控制面板內通常設計有I²C GPIO擴展器,以適應遠距離傳輸。(采用一條串行總線來替代8根或者16根并行連線,實現(xiàn)更加方便;而且采用較小型的電纜和連接器,可節(jié)省成本)。您可以使用兩路GPIO口線來驅動LED。GPIO擴展器的每個I/O端口內置脈寬調制(PWM)電路,并具備50mA電流吸收能力,因此可以構成一個價格便宜的分立元件電荷泵。盡管該電荷泵的振蕩器開關頻率很低(2kHz),但由于LED只需要10mA驅動電流,所以該方法仍可以很好地工作。

在8路輸出中的一路上(P4)接入一個電容和一個肖特基二極管,并將該輸出置為PWM模式(占空比約為50%),這樣就可以產(chǎn)生足夠高的LED驅動電壓。第二路輸出(P6)用來點亮和關閉LED。如果LED正向電壓接近或低于電源電壓,則需要開-關控制,因為這時即使振蕩器關閉,電流也會流過CR1。當P4輸出為低時,電容C1充電至大約3V。當P4輸出為高時,電容上的電壓加上電源電壓可通過R1向LED提供電流。在P4關閉期間(輸出為高),C1通過LED電流放電,所以在下一個周期,電容必須重新充滿電。

采用3.3V電壓供電時,該電路可提供平均值約為15mA的電流,這可以使LED非常明亮。電壓為3.0V時,電流降至大約10mA;電壓為2.0V時,電流降至大約3mA。通過改變R1和C1的取值,您可以對電流進行調整,以使其適合特定的LED。注意,您必須在P6關閉前,先停掉PWM信號。否則電荷泵在P6端口加載的電壓會高達電源電壓的兩倍,這已經(jīng)非常接近輸出端的極限加載電壓了。

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