Kostenlose technische Bibliothek ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Netzteile für LCD- und LED-Displays. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Netzteile LCD-Anzeigen (Liquid Crystal Display) und auf Leuchtdioden (LED) basierende Anzeigen können mit herkömmlichen Stromversorgungen betrieben werden. Dies ist jedoch nicht die beste Art der Stromversorgung. Nachfolgend werden Optionen zum Einschalten mit speziellen Mikroschaltungen gezeigt - Spannungsregler, die von MAXIM hergestellt werden. Verwenden eines digitalen Potentiometers zum Einstellen der LED-Hintergrundbeleuchtung Als Hauptelement des Pulsweitenmodulators (PWM) wird das programmierbare 5-Bit-Potentiometer DS 1050 verwendet. Ändern Sie die Impulsbreite von 0 bis 100 % in Schritten von 3, 125 %. Das Potentiometer wird über eine serielle Schnittstelle mit zwei Drähten gesteuert, die mit I kompatibel ist2C, Adressierung von bis zu acht DS 1050 auf einem Zweidrahtbus. Die Schaltungslösung zur Steuerung der Helligkeit der LED-Hintergrundbeleuchtung der Flüssigkristallanzeige ist in Abb. 1 dargestellt. eines.
Diese Schaltung ist nicht dafür ausgelegt, die LCD-Kontrastspannung zu steuern. Das in diesem Beispiel verwendete 20x4-Zeichen-Display vom Typ DMC 20481 von Optrex hat eine gelb-grüne LED-Hintergrundbeleuchtung. Der Durchlassspannungsabfall über den LEDs beträgt 4,1 Volt und der maximale Durchlassstrom beträgt 260 mA. Durch Ändern des Tastverhältnisses des Pulsweitenmodulators ändert sich dadurch die Eingangsleistung an den LEDs. Wenn der Impuls 100 % der Moduszykluszeit beträgt, haben wir die maximale Stromversorgung und dementsprechend die maximale Helligkeit des Glühens. Umgekehrt, wenn der Zyklusimpuls 0 % beträgt, ist die Helligkeit des Leuchtens ebenfalls null. Die Ansteuerung des PWM-Modulators ist recht einfach. Einzige Voraussetzung ist, dass die LEDs nicht blinken. Bei Frequenzen von 30 Hz und darüber können unsere Augen nicht blinzeln sehen. Der "langsamste" DS1050 arbeitet mit 1 kHz. Dies ist völlig ausreichend für die visuelle Beobachtung und Minimierung der elektromagnetischen Strahlung. Der MOS-Transistor Q1 muss so ausgewählt werden, dass er direkt von einem 5-V-Impulsbreitenmodulator angesteuert werden kann, dessen Spannung von Masse zu V variiertcc. Das standardmäßige PWM-Tastverhältnis beim Einschalten beträgt 2. Der PWM-gesteuerte Transistor Q1 kann die für die LED-Hintergrundbeleuchtung erforderlichen 260 mA schalten. Die Gate-Schwellenspannung des Transistors Q1 beträgt 2–4 Volt. Die Diode D1 Typ 1N4001 wird verwendet, um Vcc auf 4,3 Volt zu senken, was weniger als der maximale Durchlassspannungsabfall der LEDs ist. Auf einen Widerstand anstelle der angegebenen Diode wird aufgrund der hohen Verlustleistung verzichtet. Um den MOSFET zuverlässig zu schließen, ist ein Widerstand R3 eingebaut, der den „Floating“-Gate-Modus von Q1 eliminiert. Der Kondensator C1 wird als Netzfilter verwendet, sollte bei hohen Frequenzen gut funktionieren und wird so nah wie möglich an den Anschlüssen von U1 mit einem Mindestabstand zur Stromquelle installiert. Digitalpotentiometer DS 1050 - 001 wird per Hardware mit Adresse A=000 eingestellt. Das Programm für den Mikrocontroller Typ 8051 finden Sie im Anhang zu „App. note 163“ auf der MAXIM-Website. Um den Kontrast von Flüssigkristallanzeigen (LCDs) zu steuern, wird anstelle herkömmlicher mechanischer Potentiometer vorgeschlagen, ein digitales Potentiometer wie DS1668/1669 Dallastats oder DS 1803 zu verwenden. Die DS1668/1669-Geräte wurden ausgewählt, weil sie beide Drucktasten bieten und Mikrocontrollersteuerung des Stromkollektors. Wichtig ist auch, dass diese Geräte über einen internen nichtflüchtigen Speicher verfügen, der es erlaubt, die Position des Stromabnehmers ohne Stromversorgung zu speichern. Auf Abb. Abbildung 2 zeigt ein Schema für die LCD-Kontraststeuerung mit einem digitalen Potentiometer DS 1669.
Natürlich kann auch hier ein Doppel-Digital-Potentiometer vom Typ DS 1803 verwendet werden. Das Flüssigkristallmodul (LCM) wird mit 5 Volt versorgt. Die gleiche Spannung wird dem DS 1669 zugeführt, dessen Widerstand 10 kOhm beträgt. Der Stromabnehmeranschluss ist direkt mit dem Leistungseingang V verbundeno LCM-Treiber. Die Verwendung eines digitalen Potentiometers ermöglicht es Ihnen, die Größe des Geräts zu reduzieren, die Lebensdauer erheblich zu erhöhen und die Steuerung an den Mikrocontroller des Systems zu übertragen. Nun zurück zur Ansteuerung der LEDs. Mit der zunehmenden Popularität von farbigen Flüssigkristallanzeigen in Mobiltelefonen, PDAs, Digitalkameras usw. werden weiße LEDs zu beliebten Lichtquellen. Weißes Licht kann entweder durch Kaltkathoden-Leuchtstofflampen (CCFLS) oder weiße LEDs bereitgestellt werden. Aufgrund seiner Größe, Komplexität und hohen Kosten war CCFLS lange Zeit die einzige Quelle für Weiß. Aber jetzt verlieren sie gegenüber weißen LEDs an Boden. Sie benötigen keine Hochspannung (200 - 500 VAC) und keinen großen Transformator, um diese Spannung zu erzeugen. Und obwohl der Durchlassspannungsabfall bei einer weißen LED (3 bis 4 V) höher ist als bei einer roten (1,8 V) oder grünen (2,2 - 2,4 V), benötigen sie immer noch ziemlich einfache Netzteile. Die Helligkeit einer weißen LED wird durch Veränderung des durch sie fließenden Stroms gesteuert. Volle Helligkeit tritt bei 20 mA auf. Wenn der durch die LED fließende Strom abnimmt, nimmt die Helligkeit ab. Digitalkameras und Mobiltelefone benötigen normalerweise 2 bis 3 LEDs. Es gibt zwei Möglichkeiten, LEDs zu gruppieren: parallel und seriell. Wenn die LEDs in Reihe geschaltet sind, ist der Strom durch alle garantiert gleich. Eine solche Einbeziehung erfordert aber eine höhere Spannung als bei Parallelschaltung. Bei Parallelschaltung entspricht die Spannung ungefähr dem Durchlassspannungsabfall an einer einzelnen LED und nicht dem Spannungsabfall an der gesamten LED-Reihe. Die Helligkeit der Dioden kann jedoch aufgrund der Streuung des Durchlassspannungsabfalls über den LEDs unterschiedlich sein, daher unterschiedliche Ströme, wenn sie nicht geregelt werden. Die Batteriespannung reicht in den meisten Fällen nicht aus, um die weiße LED zum Leuchten zu bringen, daher muss ein DC/DC-Wandler verwendet werden. In diesem Fall ist die Parallelschaltung von LEDs wünschenswert, da DC/DC-Wandler mit einem kleinen Verhältnis von erhöhter Ausgangsspannung zu Eingangsspannung am effektivsten sind. Parallelschaltung von LEDs Es gibt drei Möglichkeiten, LEDs parallel zu schalten, wie in Abb. 3.
Sehen wir uns diese Optionen genauer an. Eine einfache Möglichkeit, den durch die LEDs fließenden Strom zu steuern, ist die Verwendung eines speziell für diesen Zweck entwickelten Chips. Der Schaltkreis ist in Abb. 4 dargestellt. 1916. Hier ist ein billiger MAX3-Chip abgebildet, mit dem Sie den Strom über 10 weiße LEDs einstellen können. Die absolute Genauigkeit des Stroms beträgt 0,3 %, und die Ströme, die durch die LEDs fließen, unterscheiden sich um nicht mehr als 20 %. Dies ist die wichtigste Eigenschaft, da der Lichtstrom jeder LED gleich sein muss. Bei voller Helligkeit beträgt der Strom durch die LED 225 mA. In diesem Fall reichen XNUMX mV aus, die den Spannungsabfall an den LEDs überschreiten, damit die Mikroschaltung den eingestellten Stromwert aufrechterhält. Die Einstellung des Stroms durch die LEDs erfolgt über den Widerstand Rkompensieren. Die Gleichung zur Berechnung des Stroms lautet wie folgt. wo:
Der absolute Strom muss ebenfalls gesteuert werden, aber die Helligkeit ändert sich im Allgemeinen für das gesamte Gerät (z. B. ein Telefondisplay). Die Helligkeitsänderung kann durch Anlegen eines Pulsweitenmodulationssignals an den Freigabeeingang (EN) des Chips erhalten werden. Die maximale Helligkeit liegt bei 100 % Impulsbreite, bei 0 % leuchtet die LED nicht. Verwendung eines Netzteils mit variabler AusgangsleistungDiese Schaltmethode ist weniger genau, da die einzelnen Ströme durch jede LED nicht geregelt werden. Wie kann man die absolute Genauigkeit der Ströme erhöhen und sie durch jede Diode anpassen? Der Strom durch die LED wird nach folgender Formel berechnet: IlED = (V - Vd) / R Produktionsbedingt ist auch bei gleichen Strömen der Gleichspannungsabfall über der LED (Vd) kann anders sein. Sie können das Verhältnis zweier Ströme durch 2 Dioden schreiben I1/I2 = R2/R1 [(V - Vd1)/(V - Vd2)] Unter Berücksichtigung, dass die Widerstände eine hohe Genauigkeit haben (dies ist akzeptabel), haben wir: I1/I2 = (V - Vd1)/(V - Vd2) Daraus folgt, dass das Verhältnis (Differenz) der Ströme durch die Dioden umso kleiner ist, je höher die Ausgangsspannung der Stromquelle ist. Zu beachten ist, dass die Konvergenz der Werte der Ströme durch die LEDs durch einen höheren Stromverbrauch erkauft wird. Daher können wir eine Spannung am Ausgang des Reglers von 5 Volt empfehlen. Um eine solche Spannung zu erhalten, können Sie einfache Konverter wie MAX 1595 (UO = 5V, ichO = 125 mA), oder verwenden Sie Messumformer mit variablem Ausgang MAX1759. Durch Ändern der Ausgangsspannung des Reglers ist es somit möglich, die Ströme in den LEDs auf das gewünschte Niveau (z. B. 20 mA) zu korrigieren. Wenn es nicht möglich ist, den Strom durch Einstellen der Spannung am Ausgang des Netzteils zu korrigieren, werden Widerstände und MOS-Transistoren parallel zu den Ballastwiderständen R1a: R3a geschaltet, wie in Abb. 5. Durch Ein- und Ausschalten der MOS-Transistoren mit einem Logikpegel können Sie zusätzliche Widerstände R1v: .R3v verbinden oder trennen, wodurch der Wert des Ballastwiderstands effektiv geändert wird.
Die Gleichung für den Strom durch die LED ist die gleiche wie oben. Ix = (V - Vdx) / Rx (1) Aber in diesem Fall v nicht einstellbar, aber I1 ist einstellbar und sein Wert ist I1 = Voc /R1(2) wo: V.oc - Rückkopplungsspannung vom Widerstand R1. Da nur der Strom einer Diode geregelt wird, können die unterschiedlichen Durchlassspannungsabfälle an den LEDs dazu führen, dass unterschiedliche Ströme durch sie fließen. In diesem Fall können Sie Folgendes verwenden. Wir teilen den Widerstand in zwei Teile: R2 \u1d R1A + R1B und ersetzen ihn in Gleichung (1) und ersetzen den Wert von R1 in Gleichung (2) durch R1B. R2 und R3 erfordern keine Widerstandsaufteilung. Ihre Werte müssen gleich R1A + R1B sein. Jetzt hält der Ausgang des Reglers eine Spannung aufrecht, die durch den Spannungsabfall über dem Widerstand R1B bestimmt wird, wie in Abb. 6. Wenn die Einstellung von R1B gleich der Spannung von R1 ist, bleibt der Fehlerverstärker im selben Zustand, die Ausgangsspannung des Reglers steigt, wodurch die Anpassung der Ströme durch jede LED sichergestellt wird.
Sequenz-LEDs Der Hauptvorteil der Reihenschaltung von LEDs besteht darin, dass durch alle Dioden der gleiche Strom fließt und die Helligkeit des Leuchtens gleich ist. Der Nachteil dabei ist, dass eine höhere Spannung erforderlich ist, da sich der Spannungsabfall über jeder LED summiert. Selbst 3 weiße LEDs benötigen 9 - 12 Volt. Normalerweise werden Schlüsselregler für eine solche Einbeziehung verwendet, da sie für diese Zwecke die effektivsten Konverter sind. Abbildung 7 zeigt das Anschlussdiagramm des Tastenreglers MAX 1848, der für die Steuerung von drei in Reihe geschalteten weißen LEDs ausgelegt ist. Das Gerät kann von 2,6 bis 5,5 Volt mit einer Ausgangsspannung von bis zu 13 Volt betrieben werden. Der Eingangsbereich ist für einen Li-Ionen-Akku oder 3 NiCD/NiMH-Akkus ausgelegt. Die Arbeitsfrequenz des Reglers beträgt 1,2 MHz, was die Verwendung externer Komponenten bei minimalen Abmessungen ermöglicht. Der Ausgang ist ein PWM-Signal. Die Überspannung wird gleichgerichtet und den LEDs zugeführt. Der Strom durch die LEDs und damit die Helligkeit kann entweder mit einer DAC-abgetasteten Spannung oder einem gefilterten PWM-Signal eingestellt werden, das an den CTRL-Eingang des MAX 1848 angelegt wird. Der MAX 1848 ist mit LEDs bis zu 87 % effizient.
Für große Displays, bei denen viele LEDs erforderlich sind, kann der Key Controller MAX 1698 verwendet werden (siehe Abbildung 8). Die Mikroschaltung kann ab einer Eingangsspannung von nur 0,8 Volt arbeiten, und die Ausgangsspannung wird durch die Betriebsspannung eines externen n-Kanal-MOSFET begrenzt. Eine niedrige Rückkopplungsspannung von bis zu 300 mV (FB-Pin) trägt zum maximalen Wirkungsgrad der Schaltung bei, der 90 % erreicht. Die Helligkeit der LED wird mit einem Potentiometer eingestellt, bei dem die Bürste mit dem ADJ-Pin der Mikroschaltung verbunden ist. Das Potentiometer kann sowohl analog als auch digital verwendet werden.
Natürlich ist die Anzahl der Chips, die zur Stromversorgung und Hintergrundbeleuchtung von Flüssigkristall- und LED-Displays verwendet werden, nicht auf die im Artikel vorgestellten Elemente beschränkt. Wenn der Leser die für seinen speziellen Fall erforderlichen Mikroschaltungen auswählen möchte, gibt es nichts Einfacheres, als die Website maxim-ic.com zu besuchen und sich dort mit den Eigenschaften der Produkte vertraut zu machen. Verwendete Informationsmaterialien der Firma MAXIM. Autor: A. Shitikov; Veröffentlichung: radioradar.net Siehe andere Artikel Abschnitt Netzteile. Lesen und Schreiben nützlich Kommentare zu diesem Artikel. Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik: Kunstleder zur Touch-Emulation
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Hinterlasse deinen Kommentar zu diesem Artikel: Kommentare zum Artikel: Andrew Ich bin auf eine interessante Version des „Unfinished“-Geräts auf dem Z80 von mir zurückgekommen.Es gibt eine Reihe von Artikeln von RTVE für 1987, aber es gibt kein Ende von RTBE # 1 und # 2 für 1988. Es gibt nur Nr. 4 und Nr. 8 im Archiv. Dieser Artikel enthielt wenig Informationen über eine andere "verrückte" Idee: Was tun mit einem alten Laptop? Wir brauchen Materialien zum Anschließen eines COMPAQ LTE 5300 LCD-Monitors an eine DVM-Schnittstelle ... Alle Sprachen dieser Seite Startseite | Bibliothek | Artikel | Sitemap | Site-Überprüfungen www.diagramm.com.ua |