為L(cháng)ED驅動(dòng)電路提供額外的PWM亮度控制

式2給出了晶體管開(kāi)關(guān)損耗與導通損耗之和，開(kāi)關(guān)損耗由開(kāi)/關(guān)時(shí)間決定。當晶體管閉合或斷開(kāi)時(shí)，在晶體管兩端電壓從零上升到VLED的過(guò)程中，或者是在反方向變化時(shí)，幾乎所有電流流過(guò)晶體管。

使用高速開(kāi)關(guān)晶體管時(shí)，上升時(shí)間和下降時(shí)間通常為50ns。對于周期(T)為1/1000秒的PWM、LED電壓(VLED)為5.5V、LED總驅動(dòng)電流為200mA時(shí)，晶體管總功耗為：

若晶體管導通電阻為0.1Ω，則晶體管在最高亮度時(shí)的導通功耗為：

從式4可以看到，合理選擇高速開(kāi)關(guān)晶體管，能夠將損耗降至最小。

主控與各端口的分層控制

有些LED驅動(dòng)器的PWM亮度控制可以通過(guò)主控與各端口之間的分層控制實(shí)現。例如，MAX6964、MAX7313、MAX7314、MAX6965、MAX7315和MAX7316。如圖3所示，各端口的PWM亮度控制波形重復多次。每重復一次相當于一次主機控制。由此，如果主機控制15級亮度調節，則控制波形重復15次。LED驅動(dòng)器各端口的控制信號決定了波形的占空比。主控信號決定控制波形的重復次數。比如：某個(gè)端口的占空比為3/16，主控設置為4/15。波形的導通時(shí)間占整個(gè)周期的3/16，波形在全部15個(gè)時(shí)隙的前4個(gè)時(shí)隙重復。

圖3. 主控和各端口的PWM亮度分層控制

遺憾的是，一個(gè)MAX6964的主控信號不能與另一MAX6964的端口信號相組合，以構成多芯片鏈路機制。因為，多個(gè)MAX6964之間無(wú)法實(shí)現時(shí)鐘同步;每個(gè)端口的PWM控制導通時(shí)間不能與主控制器亮度調節信號的通/斷時(shí)間窗口保持一致。如果時(shí)鐘信號的邊沿無(wú)法對齊則無(wú)法同步控制亮度，LED會(huì )變暗。由于時(shí)鐘之間的相位偏差，也會(huì )導致LED周期性地閃爍(通、斷)。

分層PWM亮度調節方案可以通過(guò)LED驅動(dòng)器避免閃爍問(wèn)題，適用于MAX7302等具有時(shí)鐘同步機制和較寬的時(shí)鐘頻率范圍的器件。圖4給出了利用兩片MAX7302和開(kāi)關(guān)晶體管實(shí)現PWM亮度分層控制的典型電路。

圖4. 利用兩片MAX7302實(shí)現PWM亮度分層控制

其中一片MAX7302的輸出端口連接在LED的陰極，每路輸出端口作為一個(gè)獨立的亮度控制端口。另一片MAX7302的輸出通過(guò)外部晶體管連接在LED的陽(yáng)極，這一MAX7302作為亮度主控制器。每個(gè)端口的亮度控制由外部1MHz高頻時(shí)鐘驅動(dòng)，這是MAX7302工作時(shí)鐘的上限。例如，將一個(gè)端口的亮度等級設置為15/33時(shí)，P2亮度控制端口輸出作為主控制器的時(shí)鐘輸入。得到的主控制器等效時(shí)鐘頻率約為1000000/33 = 30kHz。該應用實(shí)例中，每個(gè)亮度控制端口可以用于調節RGB LED的顏色，而主控制器用來(lái)調節亮度。