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Multisim在脉宽调制高亮LED驱动电路仿真应用

• 摘 要：新的电子器件不断涌现，当需要新器件的模型进行仿真或制作印制电路板时，原有的Multisim元器件库就不能满足用户的需求，需建立与编辑新元器件。介绍利用Maxim公司高亮LED驱动器MAXl6823的Spi空调电感器ce模型在Multisim 8中建立MAXl6823新元器件的方法；并以555定时器及MAXl6823驱动器组成的脉宽调制高亮度LED驱动电路为例，通过设置高亮LED参数，以及调节电阻RP即改变555定时器输出方波信号的占空比等对电路进行仿真分析，验证了所建立的MAXl6823新元器件的功能是正确的。结果表明利用该方法可以快速、高效地在Multisim中建立新元器件。
  关键词：Multisim 8；脉宽调制；MAXl6823；LED驱动器

  
  0 引 言
  仿真软件Multisim 8的元器件库有数千种电路元器件及模块可供实验选用。但随着电子技术的飞速发展，元器件厂家的新产品不断涌现，而原有的Multisim元器功率电感件库不能满足用户的需求，这就需要对新元器件进行Spice模型的编辑，如果利用元器件厂家已在其网站上公布的相应器件的仿真模型，这样就可快速地在：Multisim 8软件中建立新元件。美国Maxim(美信)公司在其网站http：／／www．maxim-ic．com．cn／tools／Spice提供了模拟开关和多路复用器、比较器、电流检测／仪表放大器、高频／光纤通信产品、LED Drivers、运算放大器、电源和电池管理等大量元器件的Spice模型。下面以Maxim公司的高压、3通道、高亮度LED驱动器MAXl6823为例，说明利用Multisim仿真软件在其元器件库建立MAxl6823新元件及对电路进行仿真分析的方法。

  
  l MAXl6823新元器件的建立
  进入美国Maxim(美信)公司的网站，打开LED驱动器MAXl6823的宏模型文件MAXl6823．LIB，将其另存为文本文件格式(*．txt)，如MAXl6823．txt，这就得到了MAXl6823的Spice模型文件。进入Multi-sire 8主菜单，选择Tools，／Component wizard，出现元器件编辑对话框，创建一个新的元器件共需8个步骤。其中的第6步应在元器件编辑器中选择仿真模型对话框中的“Load from File”按钮，并将MAXl6823．txt文件载入；第7步应将元器件原理图符号引脚与元器件仿真模型引脚进行映射，这样在仿真时就可实现其预定的电路功能，最后将编辑的元器件存放于“User”库中。元器件编辑器的详细使用方法请参考Multisim 8主菜单的“Help”。

  
  2 脉宽调制高亮度LED驱动电路的仿真分析
  2．1 高亮度发光二极管
  高亮度发光二极管(High-Brightness LED)是指其发光强度可达几百至上千med(毫坎德拉)。一般小功率LED的最大工作电流仅30～70 mA，LED的发光强度与其工作电流IF成正比，超过最大工作电流则会过流而烧坏。
  下面介绍的日亚化学工业株式会社(网址http：／／www．nichia．corn，／cn／product／index．html)生产的NS-SWl00DT(白色)、NSSRl00BT(红色)、NSSGl00BT(绿色)和NSSBl00BT(蓝色)等LED产品，它们均是表面实装型发光二极管(SMD Type LED)，其主要性能见表1。

  

  
  MAXl6823非常适合要求高电压输入的汽车应用，并能承受高达45 V的抛负载电压。其主要应用领域为：建筑、工业及环境照明，汽车组合尾灯(RCL)和雾灯，仪表盘指示灯，LCD背光照明，汽车紧急事件报警灯，光生物反应器及道口警示灯等。
  2．3 脉宽调制高亮度LED驱动电路的仿真分析
  利用MuItisim 8进行仿真时，从元器件库中选择所需的器件拖放到工作区，拖动引脚可进行连线操作。图2是由555定时器及MAXl6823驱动器组成的脉宽调制LED驱动电路。图2左半部分是由555定时器组成的输出脉冲宽度可调(即占空比可调)的方波发生器电路；右半部分是由LED驱动器MAXl6823组成的LED驱动电路。

  

  2．3．1 555定时器组成的占空比可调的方波发生器
  按照图2搭建好电路，LMC555CH与R4，R5，RP，D1，D2，C4模压电感组成无稳态多谐振荡器，通过调节RP使第3脚输出占大功率电感功率电感贴片电感器空比可调的方波信号，D1，D2使电容C4的充电和放电电流流经不同的路径，充电电流只流经R4和RP左，放电电流只流经R5和RP右，因此电容C4的充电时间T1和放电时间T2分别为：T1=0．693(R4+RP左)C4，T2=0．693(R5+RP右)C4，方波周期：T=T1+T2=0．693(R4+R5+RP)C4=O．693(6．8+6．8+100)×103×O．033×10-5=2．6×10-3 s，与RP的调节无关，方波频率f=1／T=385 Hz，通过调节Rp可改变输出方波信号的占空比D=T1／T=(R4+Rp左)／(R4+R5+RP)。

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