【技術視點】如何設計高效率的LED恒流驅動電路

　　2、遲滯比較器（CS_COMP）

　　圖3為遲滯比較器等效電路圖，其中VTH_H和VTH_L為BIAS模塊提供的偏置基準電壓，而CS為電流采樣模塊提供的采樣電壓。電流采樣和遲滯比較器模塊是組成該芯片的核心模塊，通過這兩個模塊就可以很好的實現滯環電流控制。

圖3遲滯比較器等效電路圖

　　電路工作時，高端電流采樣模塊采樣輸出電流，并按一定比例轉化成采樣電壓CS，當CS電壓大于VTH_H時，P_OFF為高，P_ON為低，M1關M2開啟，此時COMP1_G負端輸入VTH_L，并且此時由于P_ON為低，功率管關斷，LED電流開始減小，采樣電壓也開始減小。當CS電壓小于VTH_L時，P_OFF為低，P_ON為高，M1開啟，M2關斷，COMP_G負端輸入VTH_H，此時P_ON為高，功率管開啟，LED電流開始增大，采樣電壓也開始增大。當CS電壓大于VTH_H時，遲滯比較器模塊將重復上一個周期的動作。這樣通過遲滯比較器就能產生一定占空比的方波來控制功率開關管關與斷，從而有效控制外部LED的電流大小。

　　此外，高端電流采樣和遲滯比較器模塊需要有較高的單位增益帶寬GBW，從而提高電流采樣和遲滯比較的速度，這樣就可以減少電路延遲，提高芯片的響應速度，同時也提高了芯片輸出電流精度。　　3、模擬和PWM調光（DIM）

　　通常希望在不同的應用場合和環境下，LED的發光亮度能夠隨著應用和環境的變化隨時可調，這就需要LED驅動器具有調光的功能。現在，最常用的LED調光方式有：模擬調光、PWM調光、數字調光等方式。

　　模擬調光是通過線性的改變LED驅動器的輸出電流來調整LED的發光亮度，它的優點是能夠避免由PWM或數字調光所產生的噪聲等問題，缺點是模擬調光會改變LED的驅動電流，從而引起LED的色偏。PWM調光方式是通過反復開關LED驅動器，在PWM信號使能期間輸出電流，其它時間內關閉LED驅動，通過調節PWM信號的占空比可來實現調光。PWM調光的原理是利用人眼的‘視覺暫留’效應，但為了避免人眼能夠看到LED的閃爍，PWM調光的頻率應在100Hz以上。

　　由于不會改變LED平均電流，PWM調光也就不會改變LED的色度。

圖4模擬調光等效電路圖

　　圖4給出了模擬調光等效電路圖。圖4是一個差分輸入結構。其中輸入V1為一固定電平2.5V，V2為DIM引腳的輸入經電阻分壓后的電平。由于本電路只工作于大信號情況下，所以首先對其大信號進行分析。N1、N2管組成的電流鏡將兩通路電流強制相等，則：

　　壓大于V1時，由于L2點電壓為低N3、N4截止。輸出Io為零，無調光效果。當V2減小到2.5V，兩邊電流相等，輸出也為零。此時若V2從2.5V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生的電流經過N3、N4鏡像后就得到輸出電流Io。該電流將進入電流采樣模塊，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給出了芯片模擬調光過程仿真圖。從圖中可以看到，當DIM引腳電壓逐漸降低時，LED平均電流IL也開始按一定比例降低，在DIM引腳電壓低于0.3V時，功率管被關斷，LED電流下降到零。這就說明模擬調光模塊能很好的控制LED驅動電流大小。

圖5模擬調光過程仿真圖

　　圖6給出了PWM調光等效電路圖，通過在DIM引腳加入可變占空比的PWM信號就可以改變輸出電流，從而實現PWM調光。

圖6PWM調光等效電路圖　　圖6中，當DIM由高變低，小于VT_L時，使能變EN為高。此時VT選通為VT_H，當DIM由低變高，高于VT_H時使能轉換，并實現一定的電壓遲滯。如果輸入信號是PWM信號，同樣通過上述工作過程，這樣EN輸出同樣為PWM信號，控制內部功率管的開關，從而達到控制輸出電流的目的。

　　圖7給出了當DIM