不得不知的高效率、高調(diào)光比LED恒流驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　圖4 模擬調(diào)光等效電路圖

　　圖4給出了模擬調(diào)光等效電路圖。圖4是一個(gè)差分輸入結(jié)構(gòu)。其中輸入V1為一固定電平2.5 V，V2為DIM引腳的輸入經(jīng)電阻分壓后的電平。由于本電路只工作于大信號(hào)情況下， 所以首先對(duì)其大信號(hào)進(jìn)行分析。N1、N2管組成的電流鏡將兩通路電流強(qiáng)制相等， 則：

　　壓大于V1時(shí)， 由于L2點(diǎn)電壓為低N3、N4截止。輸出Io為零， 無(wú)調(diào)光效果。當(dāng)V2減小到2.5 V， 兩邊電流相等， 輸出也為零。此時(shí)若V2從2.5 V減小ΔV， 由公式（3） 可知電壓L1與L3之差就增大ΔV， 這樣引起的電壓差在電阻上產(chǎn)生的電流經(jīng)過(guò)N3、N4鏡像后就得到輸出電流Io。該電流將進(jìn)入電流采樣模塊， 并影響電流采樣電壓CS的大小， 從而起到改變輸出電流的作用。

　　圖5給出了芯片模擬調(diào)光過(guò)程仿真圖。從圖中可以看到， 當(dāng)DIM引腳電壓逐漸降低時(shí)， LED平均電流IL也開(kāi)始按一定比例降低， 在DIM引腳電壓低于0.3 V時(shí)， 功率管被關(guān)斷， LED電流下降到零。這就說(shuō)明模擬調(diào)光模塊能很好的控制LED驅(qū)動(dòng)電流大小。

　　圖5 模擬調(diào)光過(guò)程仿真圖

　　圖6給出了PWM調(diào)光等效電路圖， 通過(guò)在DIM引腳加入可變占空比的PWM信號(hào)就可以改變輸出電流， 從而實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)光。

　　圖6 PWM調(diào)光等效電路圖

　　圖6中， 當(dāng)DIM由高變低， 小于VT_L時(shí)， 使能變EN為高。此時(shí)VT選通為VT_H， 當(dāng)DIM由低變高， 高于VT_H時(shí)使能轉(zhuǎn)換， 并實(shí)現(xiàn)一定的電壓遲滯。如果輸入信號(hào)是PWM信號(hào)， 同樣通過(guò)上述工作過(guò)程， 這樣EN輸出同樣為PWM信號(hào)， 控制內(nèi)部功率管的開(kāi)關(guān)， 從而達(dá)到控制輸出電流的目的。

　　圖7給出了當(dāng)DIM輸入典型值20 kHz、占空比為50%的PWM方波時(shí)， 輸出電流波形。從圖中可以看到在DIM引腳輸入一定占空比的方波時(shí)，LED的平均電流與PWM方波的占空比成正比， 因此通過(guò)設(shè)定PWM方波的占空比， 就可以改變LED平均電流的大小。

　　圖7 PWM調(diào)光波形圖

　　由上圖還可以看出， 當(dāng)輸出一個(gè)電感電流周期時(shí)， PWM方波具有最小的占空比， 約為4%，此時(shí)最大調(diào)光比為25:1。顯然， 采用周期越長(zhǎng)，頻率越低的PWM方波進(jìn)行數(shù)字調(diào)光所獲得的調(diào)光比就越高， 但考慮到人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)， 為防止輸出LED電流頻率過(guò)低引起閃爍， 應(yīng)用時(shí)一般設(shè)置最低fDIM=100 Hz， 此時(shí)最大調(diào)光比可高達(dá)5000:1。

　　3 仿真結(jié)果