开关模式LED驱动器的调光技术
led发出的可见光的亮度概念相当容易理解。
led调光方法
对开关模式驱动电路的led进行 调光有两种常用方法：脉宽调制调光和模拟调光。两种方法都对经过led 或led串的时间平均电流进行控制，但在衡量两种调光电路的优缺点时，两者之间的差异也很明显。
图1显示采用降压拓扑的一个 led驱动器。vin必须始终高于led 和rsns上的电压之和。电感电流为led电流。该电流通过监控cs引脚的电压进行调节。当cs开始低于设置的电压时，流经 l1、led和rsns的电流脉冲的占空比增加，从而增加led的平均电流。
模拟调光
led的模拟调光是对led电流的每个周期进行调整。更简单地说，它是不断调整 led的电流水平。
模拟调光可以通过调整电流检测电阻 rsns，或用模拟电压驱动ic的某个调光功能引脚来完成。图1显示了模拟调光的两个示例。
a.通过调整rsns进行模拟调光
从图1可以明显看出使用固定cs 参考电压时，rsns值的变化将对应 led电流的变化。如果可以找到能够处理高led电流，同时还可以提供 sub-1欧姆值的电位器，这将是led调光的一个可行的方法。
b.通过用直流电压驱动cs引脚实现模拟调光
更复杂的技术是通过用电压驱动cs引脚直接控制led每个周期的电流。通常将电压源插入采样led电流的反馈回路，并通过放大器进行缓冲。led电流可以通过放大器的增益进行控制。使用该反馈电路，可以实现电流和热量返送之类的功能，以便进一步保护led。
模拟调光的缺点在于发出光线的色温会随着led电流的某个函数发生变化。当led的颜色至关重要，或特定led的色温在led电流变化时发生很大改变的情况下，通过改变led电流，从而对led的输出进行调光将被禁止。
pwm调光
pwm调光方法，实际上是在一小段时间内启动和重新启动led电流。这个启动和重新启动循环的频率必须快于人眼可以感知的速度，以免出现闪烁效果，通常情况下可以被接受的频率为大约200hz或更快。
led的调光现在与调光波形的占空比成正比，可由下面的公式控制：
idim-led=ddim×iled
其中 idim-led是led平均电流，ddim 是调光波形的占空比，iled是当选择如图 3 所示的 rsns 时，额定 led的 电流设置。
a.调制 led 驱动器
许多现代led驱动器具有专门的 pwm dim引脚，可以接受较宽范围的pwm频率和振幅，从而与外部逻辑的接口变得非常简单。dim功能在关闭输出驱动电路的同时，使内部电路继续工作，从而避免重新启动ic造成的延迟。也可以使用输出启用引脚及其它逻辑关闭功能。
b.双线pwm调光
双线pwm调光是用于汽车内部照明的常见方法。当vin被调制为低于 vin-nominal的 70% 时，vins引脚(图2)检测电压的变化，并将pwm波形转换为和输出驱动电路相应的pwm。这种方法的缺点是转换器的电源必须包含一个电路，以便为其直流输出提供 pwm 波形。
c.使用分流器的快速 pwm 调光
因为转换器输出的关闭和启动的延迟，对pwm 调光频率和占空比的范围就具有了限制。为了帮助克服这种延迟，可以给led或led串并联一个外部分流器(如图3中所示的 fet)，以便使转换器的输出电流快速绕过led。电感中的电流在“led关闭期间”保持连续状态，避免了电感基础电流上升和下降时的较长延迟。延迟时间现在变为对分流器上升和下降时间的限制。图3显示装有分流器fet的lm3406，以及使用dim功能引脚与使用分流器fet时led开/关延迟的比较图形。在这两种测量方法中，使用的输出电容均为10nf，分流器fet为si3458。
对电流模式转换器的led电流进行分流时应小心谨慎，因为当fet打开时，输出电流会出现过冲。lm340x系列led驱动器属于接通时间受控转换器，不会出现这种过冲。led 的输出电容应保持较低状态，从而尽可能提高开/关/开过渡速度。
快速调光与关闭输出的缺点在于效率的损失。当分流器打开时，vshunt device×iled的功耗转化为热量。使用低 rds-on fet将最大限度地减少这种效率损失。
lm3409多种调光功能
美国国家半导体的lm3409是一种独一无二的led驱动器，可以轻松实现模拟和 pwm调光功能。在此部件上可以有四种方法实现led调光：
1. 直接使用0v至1.24v的电压源驱动iadj引脚实现模拟调光;
2. 通过在iadj引脚与gnd之间放置电位器实现模拟调光;
3. 使用enable引脚实现pwm调光;
4. 通过外部分流器fet实现pwm调光。
lm3409通过连接电位器实现模拟调光。内部5ma电流源在radj上产生电压，该电压反之改变内部电流检测阈值。使用直流电压直接驱动iadj 引脚可以获得同样效果。
图4显示了测得的led电流与iadj引脚和gnd之间的电位器电阻的关系图。1amp处的平顶表示最大额定led电流，该值由图4中所示的电流检测电阻 rsns设置。
图 5将测得的led电流显示为iadj引脚上的驱动直流电压的函数。请注意rsns设置了相同的最大led电流。
两种模拟调光选项均可轻松实现并提供线性极强的调光性能，直到低至最大值10%左右的水平。
结语
有许多方法可以针对开关模式稳压器供电的led进行调光。两类主要的方法：pwm和模拟法均各有利弊。pwm调光可以显著减少led的颜色变化，与此同时，让亮度水平发生变化，但前提是需要添加逻辑电路来产生pwm波形。模拟调光的电路更加简单，但可能不适合那些要求恒定色温的应用。
IBIS学习心得及使用
物联网温控系统在智能温室种植中起什么作用
凌华科技推出工业级全新智能触控式计算机BFS-15W02
科创集团·海望资本荣获“中国年度最佳投资机构”与“年度最佳产业投资机构”
索尼SRS-XB10蓝牙音箱，目前性价比较高的产品
开关模式LED驱动器的调光技术
2021年中国移动数据中心交换机采购大幕拉开
因芯片需求放缓 德州仪器股价下跌3％
外科手术器械上常用的金属材料
高德将与阿里一同打造城市大脑智慧交通体系，为堵城定制“高德方案”
5G时代的智能手机，对5G芯片供应商提出了哪些新要求？
细数 那些已经变成现实的黑科技发明
关于使用白通道原理实现通信网络的思考
交交型变频器和交直交型变频器的区别
意法半导体新推出0.25°C精度温度传感器，让移动监测设备的节能方式更灵活
linux自带i2c工具使用
易华录荣获“2022中国企业绿色低碳发展优秀实践案例”
英特尔开发3D晶体管对ARM构成的威胁
多功能HDMI切换器：轻松实现设备信号之间切换
华为摆出与OV两厂死磕的架势，荣耀V9性能大升
led调光方法
对开关模式驱动电路的led进行 调光有两种常用方法：脉宽调制调光和模拟调光。两种方法都对经过led 或led串的时间平均电流进行控制，但在衡量两种调光电路的优缺点时，两者之间的差异也很明显。
图1显示采用降压拓扑的一个 led驱动器。vin必须始终高于led 和rsns上的电压之和。电感电流为led电流。该电流通过监控cs引脚的电压进行调节。当cs开始低于设置的电压时，流经 l1、led和rsns的电流脉冲的占空比增加，从而增加led的平均电流。
模拟调光
led的模拟调光是对led电流的每个周期进行调整。更简单地说，它是不断调整 led的电流水平。
模拟调光可以通过调整电流检测电阻 rsns，或用模拟电压驱动ic的某个调光功能引脚来完成。图1显示了模拟调光的两个示例。
a.通过调整rsns进行模拟调光
从图1可以明显看出使用固定cs 参考电压时，rsns值的变化将对应 led电流的变化。如果可以找到能够处理高led电流，同时还可以提供 sub-1欧姆值的电位器，这将是led调光的一个可行的方法。
b.通过用直流电压驱动cs引脚实现模拟调光
更复杂的技术是通过用电压驱动cs引脚直接控制led每个周期的电流。通常将电压源插入采样led电流的反馈回路，并通过放大器进行缓冲。led电流可以通过放大器的增益进行控制。使用该反馈电路，可以实现电流和热量返送之类的功能，以便进一步保护led。
模拟调光的缺点在于发出光线的色温会随着led电流的某个函数发生变化。当led的颜色至关重要，或特定led的色温在led电流变化时发生很大改变的情况下，通过改变led电流，从而对led的输出进行调光将被禁止。
pwm调光
pwm调光方法，实际上是在一小段时间内启动和重新启动led电流。这个启动和重新启动循环的频率必须快于人眼可以感知的速度，以免出现闪烁效果，通常情况下可以被接受的频率为大约200hz或更快。
led的调光现在与调光波形的占空比成正比，可由下面的公式控制：
idim-led=ddim×iled
其中 idim-led是led平均电流，ddim 是调光波形的占空比，iled是当选择如图 3 所示的 rsns 时，额定 led的 电流设置。
a.调制 led 驱动器
许多现代led驱动器具有专门的 pwm dim引脚，可以接受较宽范围的pwm频率和振幅，从而与外部逻辑的接口变得非常简单。dim功能在关闭输出驱动电路的同时，使内部电路继续工作，从而避免重新启动ic造成的延迟。也可以使用输出启用引脚及其它逻辑关闭功能。
b.双线pwm调光
双线pwm调光是用于汽车内部照明的常见方法。当vin被调制为低于 vin-nominal的 70% 时，vins引脚(图2)检测电压的变化，并将pwm波形转换为和输出驱动电路相应的pwm。这种方法的缺点是转换器的电源必须包含一个电路，以便为其直流输出提供 pwm 波形。
c.使用分流器的快速 pwm 调光
因为转换器输出的关闭和启动的延迟，对pwm 调光频率和占空比的范围就具有了限制。为了帮助克服这种延迟，可以给led或led串并联一个外部分流器(如图3中所示的 fet)，以便使转换器的输出电流快速绕过led。电感中的电流在“led关闭期间”保持连续状态，避免了电感基础电流上升和下降时的较长延迟。延迟时间现在变为对分流器上升和下降时间的限制。图3显示装有分流器fet的lm3406，以及使用dim功能引脚与使用分流器fet时led开/关延迟的比较图形。在这两种测量方法中，使用的输出电容均为10nf，分流器fet为si3458。
对电流模式转换器的led电流进行分流时应小心谨慎，因为当fet打开时，输出电流会出现过冲。lm340x系列led驱动器属于接通时间受控转换器，不会出现这种过冲。led 的输出电容应保持较低状态，从而尽可能提高开/关/开过渡速度。
快速调光与关闭输出的缺点在于效率的损失。当分流器打开时，vshunt device×iled的功耗转化为热量。使用低 rds-on fet将最大限度地减少这种效率损失。
lm3409多种调光功能
美国国家半导体的lm3409是一种独一无二的led驱动器，可以轻松实现模拟和 pwm调光功能。在此部件上可以有四种方法实现led调光：
1. 直接使用0v至1.24v的电压源驱动iadj引脚实现模拟调光;
2. 通过在iadj引脚与gnd之间放置电位器实现模拟调光;
3. 使用enable引脚实现pwm调光;
4. 通过外部分流器fet实现pwm调光。
lm3409通过连接电位器实现模拟调光。内部5ma电流源在radj上产生电压，该电压反之改变内部电流检测阈值。使用直流电压直接驱动iadj 引脚可以获得同样效果。
图4显示了测得的led电流与iadj引脚和gnd之间的电位器电阻的关系图。1amp处的平顶表示最大额定led电流，该值由图4中所示的电流检测电阻 rsns设置。
图 5将测得的led电流显示为iadj引脚上的驱动直流电压的函数。请注意rsns设置了相同的最大led电流。
两种模拟调光选项均可轻松实现并提供线性极强的调光性能，直到低至最大值10%左右的水平。
结语
有许多方法可以针对开关模式稳压器供电的led进行调光。两类主要的方法：pwm和模拟法均各有利弊。pwm调光可以显著减少led的颜色变化，与此同时，让亮度水平发生变化，但前提是需要添加逻辑电路来产生pwm波形。模拟调光的电路更加简单，但可能不适合那些要求恒定色温的应用。
IBIS学习心得及使用
物联网温控系统在智能温室种植中起什么作用
凌华科技推出工业级全新智能触控式计算机BFS-15W02
科创集团·海望资本荣获“中国年度最佳投资机构”与“年度最佳产业投资机构”
索尼SRS-XB10蓝牙音箱，目前性价比较高的产品
开关模式LED驱动器的调光技术
2021年中国移动数据中心交换机采购大幕拉开
因芯片需求放缓 德州仪器股价下跌3％
外科手术器械上常用的金属材料
高德将与阿里一同打造城市大脑智慧交通体系，为堵城定制“高德方案”
5G时代的智能手机，对5G芯片供应商提出了哪些新要求？
细数 那些已经变成现实的黑科技发明
关于使用白通道原理实现通信网络的思考
交交型变频器和交直交型变频器的区别
意法半导体新推出0.25°C精度温度传感器，让移动监测设备的节能方式更灵活
linux自带i2c工具使用
易华录荣获“2022中国企业绿色低碳发展优秀实践案例”
英特尔开发3D晶体管对ARM构成的威胁
多功能HDMI切换器：轻松实现设备信号之间切换
华为摆出与OV两厂死磕的架势，荣耀V9性能大升