一種混合信號(hào)實(shí)現(xiàn)LED降壓升壓驅(qū)動(dòng)電路

　　電流檢測電路

　　電流檢測運(yùn)放連接成差分放大器，以精確測量電流、檢測電阻兩端的電壓。為簡化電路要求，在電源返回路徑上進(jìn)行電流測量。R1、R2和C1構(gòu)成一個(gè)低通濾波器，用來降低可能存在的開關(guān)噪聲。為避免影響控制環(huán)的響應(yīng)，該濾波器的截止頻率必須大于電壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)頻率。

　　穩(wěn)流電路

　　穩(wěn)定LED電流流量的電路由雙相位PWM模塊、內(nèi)部比較器和一個(gè)參考電壓源構(gòu)成。雙相位PWM模塊是按置位/復(fù)位原理工作的“模擬”式PWM模塊。首先，從系統(tǒng)時(shí)鐘產(chǎn)生的一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)用來周期性地開啟PWM輸出。PWM時(shí)鐘信號(hào)確定基本的PWM頻率。然后，當(dāng)達(dá)到指定的參考電平時(shí)，來自一個(gè)片上比較器的復(fù)位信號(hào)會(huì)關(guān)斷PWM輸出。

　　放大后的電流信號(hào)內(nèi)部連接到PIC16HV785中比較器1的正輸入端。PWM模塊使用PIC16HV785 器件中的捕捉比較外設(shè)(CCP1)來產(chǎn)生比較器所需要的參考電壓。采用PWM可以更精細(xì)地控制比較器參考電壓。利用RC濾波器對(duì)PWM信號(hào)進(jìn)行濾波，從而獲得一個(gè)模擬電壓并將它輸送給比較器的負(fù)輸入端。

　　軟件實(shí)現(xiàn)方案

　　這一應(yīng)用的軟件部分非常簡單，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/LED">LED電流控制功能是采用模擬方式完成的。一旦所有外設(shè)被設(shè)為使能，并且正確設(shè)置了電流參考值，那么不需要軟件干預(yù)，LED就會(huì)持續(xù)發(fā)光。

　　然后，應(yīng)用程序代碼可以測量供電電壓(利用片上集成的10位A/D轉(zhuǎn)換器)和供電電流，從而保證驅(qū)動(dòng)LED工作在恒定功率模式。隨著電池輸入電壓的變化，D/A電路(采用CCP外設(shè)實(shí)現(xiàn))將產(chǎn)生新的參考電壓值進(jìn)行補(bǔ)償。

　　設(shè)置LED亮度

　　由于單片機(jī)內(nèi)核在穩(wěn)定功率方面僅需要花費(fèi)很小一部分時(shí)間，因此更多的時(shí)間可用于用戶界面以及提供更多功能，如電池狀態(tài)監(jiān)控和亮度控制。利用這一電路及軟件調(diào)整LED亮度有兩種方法。其中一種技術(shù)基于LED亮度隨驅(qū)動(dòng)電流而變化的原理，事實(shí)上，利用這種方法可以實(shí)現(xiàn)近似線性的LED亮度控制。然而改變電流實(shí)現(xiàn)調(diào)光并非控制LED亮度的最高效方法，只有在生產(chǎn)商指定的最大驅(qū)動(dòng)電流水平下，LED才能夠達(dá)到最高的發(fā)光效率。

　　可利用一個(gè)低頻PWM信號(hào)來調(diào)制LED驅(qū)動(dòng)電流。采用這種方法，電流并未減小，即在點(diǎn)亮?xí)r，LED始終通過最大電流。但PWM信號(hào)的占空比設(shè)定了LED點(diǎn)亮的平均時(shí)間。PWM頻率要選擇得足夠高，以使LED電流的開關(guān)速率足夠快，從而使人眼感受不到光在閃爍;同時(shí)，PWM頻率也要足夠低，這樣穩(wěn)流電路在PWM導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)就有足夠的時(shí)間穩(wěn)定。如果這些條件都能夠滿足，那么人眼會(huì)對(duì)一段時(shí)間內(nèi)的LED的光輸出進(jìn)行平均。PWM調(diào)光信號(hào)的頻率通常在60Hz 到 1000Hz之間。

　　總結(jié)

　　PIC16HV785幾乎包含了實(shí)現(xiàn)大功率LED驅(qū)動(dòng)電路所需要的元器件。根據(jù)輸入電壓范圍，可以方便地配備成升壓或降壓-升壓工作模式。這一應(yīng)用僅使用了單片機(jī)RAM和閃存的一小部分，為其他用戶應(yīng)用程序代碼留下了足夠的空間。實(shí)際上，PIC16HV785單片機(jī)中還有足夠的未用外設(shè)，可用來實(shí)現(xiàn)其它LED驅(qū)動(dòng)器、電池充電器或開關(guān)電路。