一種混合信號實現LED降壓升壓驅動電路

　　電流檢測電路

　　電流檢測運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行電流測量。R1、R2和C1構成一個低通濾波器，用來降低可能存在的開關噪聲。為避免影響控制環的響應，該濾波器的截止頻率必須大于電壓轉換器的開關頻率。

　　穩流電路

　　穩定LED電流流量的電路由雙相位PWM模塊、內部比較器和一個參考電壓源構成。雙相位PWM模塊是按置位/復位原理工作的“模擬”式PWM模塊。首先，從系統時鐘產生的一個時鐘信號用來周期性地開啟PWM輸出。PWM時鐘信號確定基本的PWM頻率。然后，當達到指定的參考電平時，來自一個片上比較器的復位信號會關斷PWM輸出。

　　放大后的電流信號內部連接到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(CCP1)來產生比較器所需要的參考電壓。采用PWM可以更精細地控制比較器參考電壓。利用RC濾波器對PWM信號進行濾波，從而獲得一個模擬電壓并將它輸送給比較器的負輸入端。

　　軟件實現方案

　　這一應用的軟件部分非常簡單，因為LED電流控制功能是采用模擬方式完成的。一旦所有外設被設為使能，并且正確設置了電流參考值，那么不需要軟件干預，LED就會持續發光。

　　然后，應用程序代碼可以測量供電電壓(利用片上集成的10位A/D轉換器)和供電電流，從而保證驅動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外設實現)將產生新的參考電壓值進行補償。

　　設置LED亮度

　　由于單片機內核在穩定功率方面僅需要花費很小一部分時間，因此更多的時間可用于用戶界面以及提供更多功能，如電池狀態監控和亮度控制。利用這一電路及軟件調整LED亮度有兩種方法。其中一種技術基于LED亮度隨驅動電流而變化的原理，事實上，利用這種方法可以實現近似線性的LED亮度控制。然而改變電流實現調光并非控制LED亮度的最高效方法，只有在生產商指定的最大驅動電流水平下，LED才能夠達到最高的發光效率。

　　可利用一個低頻PWM信號來調制LED驅動電流。采用這種方法，電流并未減小，即在點亮時，LED始終通過最大電流。但PWM信號的占空比設定了LED點亮的平均時間。PWM頻率要選擇得足夠高，以使LED電流的開關速率足夠快，從而使人眼感受不到光在閃爍;同時，PWM頻率也要足夠低，這樣穩流電路在PWM導通時間內就有足夠的時間穩定。如果這些條件都能夠滿足，那么人眼會對一段時間內的LED的光輸出進行平均。PWM調光信號的頻率通常在60Hz 到 1000Hz之間。

　　總結

　　PIC16HV785幾乎包含了實現大功率LED驅動電路所需要的元器件。根據輸入電壓范圍，可以方便地配備成升壓或降壓-升壓工作模式。這一應用僅使用了單片機RAM和閃存的一小部分，為其他用戶應用程序代碼留下了足夠的空間。實際上，PIC16HV785單片機中還有足夠的未用外設，可用來實現其它LED驅動器、電池充電器或開關電路。