开关模式LED驱动器的调光技术

引言

LED发出的可见光的亮度概念相当容易理解。

LED调光方法

对开关模式驱动电路的LED进行 调光有两种常用方法：脉宽调制调光和模拟调光。两种方法都对经过LED 或LED串的时间平均电流进行控制，但在衡量两种调光电路的优缺点时，两者之间的差异也很明显。

图1显示采用降压拓扑的一个 LED驱动器。Vin必须始终高于LED 和RSNS上的电压之和。电感电流为LED电流。该电流通过监控CS引脚的电压进行调节。当CS开始低于设置的电压时，流经 L1、LED和RSNS的电流脉冲的占空比增加，从而增加LED的平均电流。

模拟调光

LED的模拟调光是对LED电流的每个周期进行调整。更简单地说，它是不断调整 LED的电流水平。

模拟调光可以通过调整电流检测电阻 RSNS，或用模拟电压驱动IC的某个调光功能引脚来完成。图1显示了模拟调光的两个示例。

a.通过调整RSNS进行模拟调光

从图1可以明显看出使用固定CS 参考电压时，RSNS值的变化将对应 LED电流的变化。如果可以找到能够处理高LED电流，同时还可以提供 sub-1欧姆值的电位器，这将是LED调光的一个可行的方法。

b.通过用直流电压驱动CS引脚实现模拟调光

更复杂的技术是通过用电压驱动CS引脚直接控制LED每个周期的电流。通常将电压源插入采样LED电流的反馈回路，并通过放大器进行缓冲。LED电流可以通过放大器的增益进行控制。使用该反馈电路，可以实现电流和热量返送之类的功能，以便进一步保护LED。

模拟调光的缺点在于发出光线的色温会随着LED电流的某个函数发生变化。当LED的颜色至关重要，或特定LED的色温在LED电流变化时发生很大改变的情况下，通过改变LED电流，从而对LED的输出进行调光将被禁止。

PWM调光

PWM调光方法，实际上是在一小段时间内启动和重新启动LED电流。这个启动和重新启动循环的频率必须快于人眼可以感知的速度，以免出现闪烁效果，通常情况下可以被接受的频率为大约200Hz或更快。

LED的调光现在与调光波形的占空比成正比，可由下面的公式控制：

IDIM-LED=DDIM×ILED

其中 IDIM-LED是LED平均电流，DDIM 是调光波形的占空比，ILED是当选择如图 3 所示的 RSNS 时，额定 LED的 电流设置。

a.调制 LED 驱动器

许多现代LED驱动器具有专门的 PWM DIM引脚，可以接受较宽范围的PWM频率和振幅，从而与外部逻辑的接口变得非常简单。DIM功能在关闭输出驱动电路的同时，使内部电路继续工作，从而避免重新启动IC造成的延迟。也可以使用输出启用引脚及其它逻辑关闭功能。

作者：Rich Rosen 美国国家半导体   来源：电子产品世界