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基于模拟技术的LED亮度调节方案

基于模拟技术的LED亮度调节方案
来源:我爱方案网 时间:2012-10-23

【导读】:模拟和PWM亮度调节方法都对LED驱动电流进行控制,而该电流同光线输出成正比关系。模拟亮度调节结构简单,控制功耗低,并且一般比PWM亮度调节方法要高效,原因是低驱动电流时LED正向电压更低。

使用LED型固态照明(SSL)的便携式设备要求使用高效驱动电路来延长电池使用时间,同时还要求使用一些亮度调节方法来对光线输出进行调节,以适应周围的照明环境。在诸如智能手机或者便携式GPS导航系统背光照明等应用中,必须使用LED亮度调节,目的是让用户在强太阳光和夜晚弱光条件下都能看清楚屏幕。使用手电筒时,用户认为较长的电池使用时间更加重要,而非提供强的光线照明。我们可以在这些应用中使用模拟亮度调节或者脉宽调制(PWM)亮度调节方法。模拟设计通过使用一种创新方法来建立起一个参考电压,从而获得比PWM型设计更高的效率。

模拟和PWM亮度调节方法都对LED驱动电流进行控制,而该电流同光线输出成正比关系。模拟亮度调节结构简单,控制功耗低,并且一般比PWM亮度调节方法要高效,原因是低驱动电流时LED正向电压更低。

但是,模拟亮度调节要求通过一个单独的电压基准生成模拟电压(可能会对某个方波输入信号使用RC 滤波器 输出,或者使用一个昂贵的数模 转换器 (DAC))。图1所示电路通过修改一个电位计,没有了这些方法的复杂性,从而实现了一种简单、高成本效益的模拟亮度调节方法。这种整体解决方案,是一种高效、低成本、低组件数目的LED驱动器,适用于单个高电流LED,例如:欧司朗的金龙(Golden Dragon)等,可用于一些小型电池供电型设备。

电路运行情况


图1 电位计R1实现的模拟亮度调节LED驱动器

电路要求使用一个电压调节、同步、降压转换器,通过一个17V电源提供高达1A的输出电流,例如:TPS62150。图1中,这种降压转换器使用反馈(FB)引脚来控制检测电阻R2的电压,对LED的电流进行调节。FB电压由一个精确内部参考电压(一般为0.8V)和一个SS/TR(慢启动与追踪)外部输入引脚共同控制。

SS/TR引脚电压低于1.25V时,FB引脚电压等于SS/TR引脚电压乘以0.64,即VFB = 0.64 * VSS/TR。通过控制FB电压,进而控制R2的电压,IC可改变驱动LED的电流大小。

SS/TR引脚有一个嵌入式电流源,其一般为2.5 μA。该电源常用于对电容器充电,并形成平顺、线性的SS/TR引脚电压上升。典型降压转换器中,这会使输出电压线性、受控地上升,同时也减少了输入电源的突入电流。使用这种设计时,一个接地电阻在SS/TR引脚上产生恒定电压。