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XL3001E1电位器线性调光方案应用分析(调光线性好)

LED调光方式:

A、从调光信号上可分:

1、PWM调光

2、模拟调光

B、从信号源种类可以分:

1、单片机调光;

2、电位器调光

常规电位器调光,虽然可以实现电流的调整,却无法像PWM调光那样拥有良好的线性度。下面我们分析常规电位器调光线性度差的原因,并给出改进方法,使之拥有良好的线性度。

常规电位器调光分析 

以XL3001E1为例,常规电位器模拟调光电路如图1所示:

电位器3001.jpg

2.XL3001E输出电流计算公式: 

公式3001.jpg

备注:

1.VA为固定电压源5V,VCS为基准电压0.21V,Rcs为限流电阻,R2为电位器,R1与R3为定值电阻;

2.如果计算出IOUT的值为负值,则表示输出电流为0。

从上式看出,电位器R2位于分母位置上,故输出电流不可能与电位器阻值呈线性关系。按原理图中所给值计算,输出电流与R2阻值关系见图2。从图中可以看出,输出电流与电位器阻值是非线性的关系。

image

改进的电位器调光方式 

同样以XL3001E1为例说明,与图1相比,图3主要多出LM321和TL431,电流原理简要说明如下:

TL431输出2.5V电压为电位器供电,电位器抽头对地阻值为RX,即电位器抽头对地电压正比于RX阻值;LM321用作电压跟随器,故LM321输出的电压VA等于电位器抽头处电压,即VA正比于RX。

输出电流可以近似用下式表示:

image

备注:

1.VA为电位器抽头对地分到的电压,VCS为基准电压0.21V,RX为电位器抽头对地电阻值,Rcs为限流电阻,R4为电位器标称最大阻值,R1与R2为定值电阻;

2.如果计算出IOUT的值为负值,则表示输出电流为0。

从上式可以看出,RX在分子位置上,输出电流IOUT与RX呈线性关系。按原理图中所给值计算,输出电流与RX阻值关系见图4。

图3.jpgimage

设计注意事项

1.TL431的输出电压建议设置为2.5V,可以确保系统在通电、断电过程中不会出现闪烁;

2.输出接1串LED时(输出电压3.3V左右),TL431的供电电阻R5不要超过3K,否则在上电或断电过程中,有可能出现闪烁的现象,同时输入电压较高时,需要考虑R5电阻的损耗;

3.电位器阻值几乎可以任意选定(推荐50-500K以内),且不会影响输出的一致性。


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