无论您使用降压,升压,降压-升压还是线性稳压器来驱动LED,它们的共同思想都是使用驱动电路来控制光输出。
设计人员有两个主要选择:线性调整LED电流(模拟调光),或使用开关电路以足以使人眼识别的频率工作(以改变平均光输出)(数字调光)。
使用脉冲宽度调制(PWM)设置周期和占空比可能是实现数字调光的最简单方法,并且Buck稳压器拓扑通常可提供最佳性能。
一些应用简单地实现“打开”功能。
“关闭”和“关闭”,但是更多的应用需要经常以高精度将光的亮度从0调整到100%。
设计人员有两个主要选择:线性调整LED电流(模拟调光),或使用开关电路以足以使人眼改变光输出平均值的频率工作(数字调光)。
使用脉冲宽度调制(PWM)设置周期和占空比(图1)可能是实现数字调光的最简单方法,而Buck稳压器拓扑通常可提供最佳性能。
推荐的PWM调光-模拟调光通常可以非常简单地实现。
我们可以通过控制电压按比例改变LED驱动器的输出。
模拟调光不会引入潜在的电磁兼容性/电磁干扰(EMC / EMI)频率。
但是,由于LED的基本特性,大多数设计中都使用PWM调光:发射光的特性将随着平均驱动电流而变化。
对于单色LED,其主波长将发生变化。
对于白色LED,相对色温(CCT)将改变。
对于人眼来说,很难感知到红色,绿色或蓝色LED中几纳米波长的变化,尤其是在光强度也在变化的情况下。
但是白光的色温变化很容易检测到。
大多数LED包含一个发出蓝光谱光子的区域,该区域可通过磷光体表面提供广泛的可见光。
在低电流下,磷光占主导,光趋于发黄。
当电流高时,LED的蓝光占主导,而该光是蓝光,因此达到高CCT。
当使用多个白光LED时,相邻LED的CCT差异将是明显的并且是不希望的。
同样适用于光源应用,将多个单色LED混合也将具有相同的问题。
当我们使用多个光源时,将注意到LED的任何差异。
LED制造商在其产品电气特性表中专门制定了驱动电流,以便他们可以确保仅将这些特定的驱动电流用于产生光波长或CCT。
使用PWM调光可确保LED发出设计人员所需的颜色,而光的强度则是另一回事。
这种精细控制在RGB应用中特别重要,可以混合不同颜色的光以产生白光。
从驱动器IC的角度来看,模拟调光面临着严峻的挑战,即输出电流精度。
几乎每个LED驱动器都使用某种串联电阻来区分电流。
通过在低功耗和高信噪比之间做出折衷选择电流鉴别电压(VSNS)。
驱动器中的公差,偏移和延迟会导致相对固定的误差。
为了降低闭环系统中的输出电流,必须降低VSNS。
这将继而降低输出电流的精度,最终将无法指定,控制或保证输出电流。
一般而言,与模拟调光相比,PWM调光可以提高精度并将光输出线性控制在较低水平。
调光频率VS对比度LED驱动器对PWM调光信号的不可忽略的响应时间带来了设计问题。
延迟有三种主要类型(图2)。
这些延迟时间越长,可获得的对比度越低(光强度的控制范围)。
如图所示,tn表示时间逻辑信号VDIM升高到足以使LED驱动器开始增加输出电流时的转换延迟。
此外,tsu输出电流从零增加到目标水平所需的时间,相反,tsn是输出电流从目标水平下降到零所需的时间。
一般来说,调光频率(fDIM)越低,对比度越高。
这是因为这些固定的延迟消耗了调光周期(TDIM)的一小部分。
fDIM的下限约为120 Hz。
低于此下限,肉眼将不再将脉冲混入感觉连续的光中。
另外,上限由