一种混合信号实现LED降压升压驱动电路
针对照明应用的大功率led要采用恒流源驱动，一些标准驱动电流常常用在不同led生产商的产品中，其中，350ma和700 ma最为常见。根据串联结的类型和数量，led两端的正向压降可能不同。许多生产厂商的大功率led产品都在单个模块中集成了多个结。
开关电源(smps)为led驱动提供了效率更高的解决方案，它可以将输入电压升/降至适当的电平，从而提供所需要的led电流。系统输入电压范围以及所需要的led正向压降决定了对smps拓扑结构的选择。
降压-升压转换器
当供电电压高于或低于需要的输出电压时，使用降压-升压转换器结构。对于电池应用来说，降压-升压转换器非常有用。降压-升压结构还称为反激式(fly-back)变压器或逆变稳压器。
降压-升压转换器可按图1的方式实现。这种实现方案的优点是可使用简单的低端mosfet驱动器电路，它的拓扑结构将产生相对于输入电压轨的正电压，这一降压-升压实现方案的缺点是负载并未以电路地为基准。
采用pic16hv785的电路实现方案
图2显示了led驱动电路的简单设计方案，其中采用了一片混合信号高电压8位单片机，如pic16hv785。 该电路的输出相对于电池电压，而非地电位。逆变器的输出连接到led的阳极，产生的电压值高于输入电压。
pic16hv785混合信号单片机集成了一个8位单片机内核和多个片上模拟外设，包括：
一个高速双相位pwm电路，对于开关电源的电流模式控制非常适合。
两个片上运放，可用于放大电流检测电阻两端的电压。这样可以采用极小阻值的检测电阻，从而可以降低电路损耗并提高电路的总效率。
一个高电压分流稳压器，在输入电压更高时也不需要外部5v稳压器。
一个数字捕捉、比较和pwm(ccp)模块。
两个模拟比较器。
一个10位a/d转换器。
内部时钟电路，工作频率8mhz。
一个内部精确电压参考源，不需要昂贵的外部器件。
一个可编程欠压复位(bor)电路。
运放和比较器的所有引脚都可以通过外部访问，因此可以实现任意电路配置。
电流检测电路
电流检测运放连接成差分放大器，以精确测量电流、检测电阻两端的电压。为简化电路要求，在电源返回路径上进行电流测量。r1、r2和c1构成一个低通滤波器，用来降低可能存在的开关噪声。为避免影响控制环的响应，该滤波器的截止频率必须大于电压转换器的开关频率。
稳流电路
稳定led电流流量的电路由双相位pwm模块、内部比较器和一个参考电压源构成。双相位pwm模块是按置位/复位原理工作的“模拟”式pwm模块。首先，从系统时钟产生的一个时钟信号用来周期性地开启pwm输出。pwm时钟信号确定基本的pwm频率。然后，当达到指定的参考电平时，来自一个片上比较器的复位信号会关断pwm输出。
放大后的电流信号内部连接到pic16hv785中比较器1的正输入端。pwm模块使用pic16hv785 器件中的捕捉比较外设(ccp1)来产生比较器所需要的参考电压。采用pwm可以更精细地控制比较器参考电压。利用rc滤波器对pwm信号进行滤波，从而获得一个模拟电压并将它输送给比较器的负输入端。
软件实现方案
这一应用的软件部分非常简单，因为led电流控制功能是采用模拟方式完成的。一旦所有外设被设为使能，并且正确设置了电流参考值，那么不需要软件干预，led就会持续发光。
然后，应用程序代码可以测量供电电压(利用片上集成的10位a/d转换器)和供电电流，从而保证驱动led工作在恒定功率模式。随着电池输入电压的变化，d/a电路(采用ccp外设实现)将产生新的参考电压值进行补偿。
设置led亮度
由于单片机内核在稳定功率方面仅需要花费很小一部分时间，因此更多的时间可用于用户界面以及提供更多功能，如电池状态监控和亮度控制。利用这一电路及软件调整led亮度有两种方法。其中一种技术基于led亮度随驱动电流而变化的原理，事实上，利用这种方法可以实现近似线性的led亮度控制。然而改变电流实现调光并非控制led亮度的最高效方法，只有在生产商指定的最大驱动电流水平下，led才能够达到最高的发光效率。
可利用一个低频pwm信号来调制led驱动电流。采用这种方法，电流并未减小，即在点亮时，led始终通过最大电流。但pwm信号的占空比设定了led点亮的平均时间。pwm频率要选择得足够高，以使led电流的开关速率足够快，从而使人眼感受不到光在闪烁;同时，pwm频率也要足够低，这样稳流电路在pwm导通时间内就有足够的时间稳定。如果这些条件都能够满足，那么人眼会对一段时间内的led的光输出进行平均。pwm调光信号的频率通常在60hz 到 1000hz之间。
总结
pic16hv785几乎包含了实现大功率led驱动电路所需要的元器件。根据输入电压范围，可以方便地配备成升压或降压-升压工作模式。这一应用仅使用了单片机ram和闪存的一小部分，为其他用户应用程序代码留下了足够的空间。实际上，pic16hv785单片机中还有足够的未用外设，可用来实现其它led驱动器、电池充电器或开关电路。
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采用pic16hv785的电路实现方案
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