基于微控制器的LED驅動(dòng)器拓撲、權衡和局限(05-100)

　　當電流降至低電流閾值(如300mA)時(shí)，開(kāi)關(guān)將導通，而當電流升至高電流閾值(如400mA)時(shí)，開(kāi)關(guān)將斷開(kāi)。

　　此例中開(kāi)關(guān)置于低端(該方法因此得名)，實(shí)現方法非常簡(jiǎn)單。導通FET只需在其門(mén)極上加5V電壓，這可以由微控制器的一個(gè)輸出口直接提供。而且，這種拓撲不再需要恒定的VDD電壓，即使輸入電壓在波動(dòng)，也能維持調節電流。

　　電流感應電阻R必須位于電路的“高端”部分。如果把它連到MOSFET的源極，就只能測得開(kāi)關(guān)導通時(shí)LED上電流，不能用來(lái)調節另一個(gè)閾值了，參見(jiàn)圖3。

　　這種拓撲看起來(lái)像是升壓轉換器的前端，它具有使用N通道、低成本FET的優(yōu)勢，但需要在R兩端進(jìn)行電壓差分測量，以獲取流經(jīng)LED的電流。

　　請注意開(kāi)關(guān)實(shí)際上提供了兩種功能：首先，它使得在電感器上產(chǎn)生可調節的電流;其次，它允許發(fā)光度調節。

　　4、采用高端開(kāi)關(guān)

　　除了負載和晶體管交換位置，這個(gè)電路與前面的完全相同。圖2E中顯示的開(kāi)關(guān)就位于“高端”。我們還把FET從N通道變成P通道。N通道FET要求VGS>5V以完全導通：在本拓撲中，N通道的源極電壓會(huì )不斷變化，而且經(jīng)常在3伏以上，所以在門(mén)極上至少需要8伏的電壓。這就需要一個(gè)類(lèi)似充電泵的門(mén)驅動(dòng)電路，使得整個(gè)電路有點(diǎn)更加復雜。如果就用一個(gè)P通道FET，而且又可以直接從微控制器的輸出端為它提供-5V的VGS，那就簡(jiǎn)單多了。這種拓撲類(lèi)似于降壓轉換器的前端。

　　它的主要優(yōu)勢是能直接在R的兩端進(jìn)行電流測量，因此不再需要差分測量的方法。

　　亮度調節技術(shù)

　　有很多技術(shù)都可以對LED進(jìn)行亮度調節，其中不少是專(zhuān)利技術(shù)。這里對其中幾種進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。在所有方法中，平均發(fā)光度都是通過(guò)以非?？斓乃俣?避免閃爍)完全點(diǎn)亮(以其標稱(chēng)電流)再關(guān)閉LED獲得的，而且與LED點(diǎn)亮時(shí)間的百分比成正比。

　　1、脈寬調制

　　這種技術(shù)采用周期為T(mén)的固定頻率，如圖4所示。亮度的調節通過(guò)改變脈沖寬度來(lái)實(shí)現。圖4顯示了三種不同的發(fā)光度級別，其占空比分別是6%、50%和94%。

 

　　2、頻率調制

　　這種技術(shù)由Artistic Licence公布，它采用固定寬度控制脈沖的概念，如圖5所示。脈沖A總是相同的寬度，發(fā)光度由脈沖A的重復間隔來(lái)控制。