中心議題：

• 探究開關模式LED驅動器的調光技術

解決方案：

• 通過調整RSNS進行模擬調光
• 通過用直流電壓驅動CS引腳實現模擬調光
• 通過PWM調光方法

LED調光方法

對開關模式驅動電路的LED進行 調光有兩種常用方法：脈寬調製調光和模擬調光。兩種方法都對經過LED 或LED串的時間平均電流進行控製，但在衡量兩種調光電路的優缺點時，兩者之間的差異也很明顯。 圖1顯示采用降壓拓撲的一個 LED驅動器。Vin必須始終高於LED 和RSNS上的電壓之和。電感電流為LED電流。該電流通過監控CS引腳的電壓進行調節。當CS開始低於設置的電壓時，流經 L1、LED和RSNS的電流脈衝的占空比增加

，從而增加LED的平均電流。

模擬調光

LED的模擬調光是對LED電流的每個周期進行調整。更簡單地說，它是不斷調整 LED的電流水平。

模擬調光可以通過調整電流檢測電阻 RSNS，或用模擬電壓驅動IC的某個調光功能引腳來完成。圖1顯示了模擬調光的兩個示例。

a.通過調整RSNS進行模擬調光

從圖1可以明顯看出使用固定CS 參考電壓時，RSNS值的變化將對應 LED電流的變化。如果可以找到能夠處理高LED電流，同時還可以提供 sub-1歐姆值的電位器，這將是LED調光的一個可行的方法。

b.通過用直流電壓驅動CS引腳實現模擬調光

更複雜的技術是通過用電壓驅動CS引腳直接控製LED每個周期的電流。通常將電壓源插入采樣LED電流的反饋回路
，並通過放大器進行緩衝。LED電流可以通過放大器的增益進行控製。使用該反饋電路
，可以實現電流和熱量返送之類的功能，以便進一步保護LED。 模擬調光的缺點在於發出光線的色溫會隨著LED電流的某個函數發生變化。當LED的顏色至關重要，或特定LED的色溫在LED電流變化時發生很大改變的情況下，通過改變LED電流，從而對LED的輸出進行調光將被禁止PWM調光。
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PWM調光方法

，實際上是在一小段時間內啟動和重新啟動LED電流。這個啟動和重新啟動循環的頻率必須快於人眼可以感知的速度，以免出現閃爍效果
，通常情況下可以被接受的頻率為大約200Hz或更快。

LED的調光現在與調光波形的占空比成正比，可由下麵的公式控製：

IDIM-LED=DDIM×ILED

其中 IDIM-LED是LED平均電流，DDIM 是調光波形的占空比，ILED是當選擇如圖 3 所示的 RSNS 時
，額定 LED的 電流設置。 a.調製 LED 驅動器

許多現代LED驅動器具有專門的 PWM DIM引腳
，可以接受較寬範圍的PWM頻率和振幅，從而與外部邏輯的接口變得非常簡單。DIM功能在關閉輸出驅動電路的同時，使內部電路繼續工作，從而避免重新啟動IC造成的延遲。也可以使用輸出啟用引腳及其它邏輯關閉功能。 b.雙線PWM調光

雙線PWM調光是用於汽車內部照明的常見方法。當VIN被調製為低於 VIN-NOMINAL的 70% 時，VINS引腳(圖2)檢測電壓的變化，並將PWM波形轉換為和輸出驅動電路相應的PWM。這種方法的缺點是轉換器的電源必須包含一個電路
，以便為其直流輸出提供 PWM 波形。
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c.使用分流器的快速 PWM 調光

因為轉換器輸出的關閉和啟動的延遲
，對PWM 調光頻率和占空比的範圍就具有了限製。為了幫助克服這種延遲，可以給LED或LED串並聯一個外部分流器(如圖3中所示的 FET)，以便使轉換器的輸出電流快速繞過LED。電感中的電流在“LED關閉期間”保持連續狀態
，避免了電感基礎電流上升和下降時的較長延遲。延遲時間現在變為對分流器上升和下降時間的限製。圖3顯示裝有分流器FET的LM3406

，以及使用DIM功能引腳與使用分流器FET時LED開/關延遲的比較圖形。在這兩種測量方法中，使用的輸出電容均為10nf，分流器FET為Si3458。

對電流模式轉換器的LED電流進行分流時應小心謹慎，因為當FET打開時
，輸出電流會出現過衝。LM340x係列LED驅動器屬於接通時間受控轉換器，不會出現這種過衝。LED 的輸出電容應保持較低狀態
，從而盡可能提高開/關/開過渡速度。

快速調光與關閉輸出的缺點在於效率的損失。當分流器打開時，VShunt device×ILED的功耗轉化為熱量。使用低 RDS-ON FET將最大限度地減少這種效率損失。

LM3409多種調光功能

美國國家半導體的LM3409是一種獨一無二的LED驅動器
，可以輕鬆實現模擬和 PWM調光功能。在此部件上可以有四種方法實現LED調光：

1. 直接使用0V至1.24V的電壓源驅動IADJ引腳實現模擬調光;

2. 通過在IADJ引腳與Gnd之間放置電位器實現模擬調光;

3. 使用Enable引腳實現PWM調光;

4. 通過外部分流器FET實現PWM調光。

LM3409通過連接電位器實現模擬調光。內部5mA電流源在RADJ上產生電壓
，該電壓反之改變內部電流檢測閾值。使用直流電壓直接驅動IADJ 引腳可以獲得同樣效果。 [page]
圖4顯示了測得的LED電流與IADJ引腳和Gnd之間的電位器電阻的關係圖。1Amp處的平頂表示最大額定LED電流，該值由圖4中所示的電流檢測電阻 RSNS設置。 圖 5將測得的LED電流顯示為IADJ引腳上的驅動直流電壓的函數。請注意RSNS設置了相同的最大LED電流。

兩種模擬調光選項均可輕鬆實現並提供線性極強的調光性能
，直到低至最大值10%左右的水平。

結語

有許多方法可以針對開關模式穩壓器供電的LED進行調光。兩類主要的方法：PWM和模擬法均各有利弊。PWM調光可以顯著減少LED的顏色變化，與此同時，讓亮度水平發生變化，但前提是需要添加邏輯電路來產生PWM波形。模擬調光的電路更加簡單，但可能不適合那些要求恒定色溫的應用。