基于微控制器的LED驅動器拓撲、權衡和局限(05-100)

　　當電流降至低電流閾值(如300mA)時，開關將導通，而當電流升至高電流閾值(如400mA)時，開關將斷開。

　　此例中開關置于低端(該方法因此得名)，實現方法非常簡單。導通FET只需在其門極上加5V電壓，這可以由微控制器的一個輸出口直接提供。而且，這種拓撲不再需要恒定的VDD電壓，即使輸入電壓在波動，也能維持調節電流。

　　電流感應電阻R必須位于電路的“高端”部分。如果把它連到MOSFET的源極，就只能測得開關導通時LED上電流，不能用來調節另一個閾值了，參見圖3。

　　這種拓撲看起來像是升壓轉換器的前端，它具有使用N通道、低成本FET的優勢，但需要在R兩端進行電壓差分測量，以獲取流經LED的電流。

　　請注意開關實際上提供了兩種功能：首先，它使得在電感器上產生可調節的電流;其次，它允許發光度調節。

　　4、采用高端開關

　　除了負載和晶體管交換位置，這個電路與前面的完全相同。圖2E中顯示的開關就位于“高端”。我們還把FET從N通道變成P通道。N通道FET要求VGS>5V以完全導通：在本拓撲中，N通道的源極電壓會不斷變化，而且經常在3伏以上，所以在門極上至少需要8伏的電壓。這就需要一個類似充電泵的門驅動電路，使得整個電路有點更加復雜。如果就用一個P通道FET，而且又可以直接從微控制器的輸出端為它提供-5V的VGS，那就簡單多了。這種拓撲類似于降壓轉換器的前端。

　　它的主要優勢是能直接在R的兩端進行電流測量，因此不再需要差分測量的方法。

　　亮度調節技術

　　有很多技術都可以對LED進行亮度調節，其中不少是專利技術。這里對其中幾種進行簡要介紹。在所有方法中，平均發光度都是通過以非常快的速度(避免閃爍)完全點亮(以其標稱電流)再關閉LED獲得的，而且與LED點亮時間的百分比成正比。

　　1、脈寬調制

　　這種技術采用周期為T的固定頻率，如圖4所示。亮度的調節通過改變脈沖寬度來實現。圖4顯示了三種不同的發光度級別，其占空比分別是6%、50%和94%。

 

　　2、頻率調制

　　這種技術由Artistic Licence公布，它采用固定寬度控制脈沖的概念，如圖5所示。脈沖A總是相同的寬度，發光度由脈沖A的重復間隔來控制。