实现可编程LED驱动器的相对简单的方法

LED越来越多地被用作节能光源，以响应新能源法规。与传统灯相比，它们具有决定性的优势：它们消耗更少的能量，具有更长的使用寿命，并且有多种颜色可供选择。例如，多亏了LED，世界上最大的教堂，罗马的圣彼得大教堂，现在可以以新的眼光看待。通过智能控制系统，即使是其重要宝藏的最小细节也可以通过预设的照明场景进行照明。这些数字控制系统集成了可编程 LED 驱动器，可根据需要激活 LED。图 1 显示了 3 通道 LED 驱动器配置的示例。

数模转换器（DAC）的三个输出电压中的每一个（在本例中为ADI公司的AD5686）控制一个电压-电流转换器级，每个LED通道的负载路径均位于该级中。所有三个转换器级均由运算放大器ADA4500-2和连接的MOSFET实现，MOSFET控制LED电流。理论上，该LED电流最高可达几安培，具体取决于电压源（VS）和负载电阻，在该电路中为2 Ω。因此，选择合适的MOSFET非常重要。

DAC输出电压的质量在很大程度上取决于基准电压源V。裁判.应使用高质量的参考源。ADR4520就是这样一个例子，如图1所示。它具有非常低的噪声、极高的长期精度以及高温稳定性。

由于ADR4500-2的内部设计，典型的轨到轨放大器表现出一定的非线性度和交越失真。它们的输入级由两个并联的差分晶体管组成：PNP级（Q1和Q2）和一个NPN级（Q3和Q4），如图2所示。

图1.用于控制三个独立 LED 的 LED 驱动器的简化原理图。

图2.运算放大器上简化的轨到轨双极晶体管输入级。

根据施加的共模电压，两个输入对产生不同的失调电压和偏置电流。如果放大器输入端的共模电压与负电源电压或正电源电压相差小于0.7 V（VS），则两个输入级中只有一个处于活动状态。然后，将仅显示相应有源级的误差（失调电压和偏置电流）。如果电压上升到0.8 V，则两个输入级都将处于活动状态。在这种情况下，失调电压可能会突然变化，导致所谓的交越失真和非线性。

相比之下，ADA4500-2集成输入侧电荷泵，无需第二个差分对即可覆盖轨到轨输入范围，从而避免交越失真。ADA4500-2的其他优点是低失调、低偏置电流和低噪声分量。

在此类电路中，必须注意负载/电流路径中的电感，该电感可能通过LED的接线产生。导线通常有几米长，如果不提供正确的补偿，可能会导致不希望的振荡。该电路中的补偿通过反馈路径实现，该反馈路径将由分流电阻测量的电流返回到运算放大器的输入端。ADA4500-2上的现有电阻和电容电路应根据产生的电感进行调整。

利用图1所示电路，可以相对容易地实现可通过DAC编程的多通道LED驱动器，以实现精确的照明控制应用。但是，重要的是要根据特定要求调整尺寸以避免故障。

结论

本文介绍的电路展示了一种相对简单的可编程LED驱动器创建方法，非常适合需要紧凑、可扩展、易于供电和高线性电源的精确照明控制应用。但是，尺寸必须适应应用的要求，以避免由于各种现有电感（例如线路和寄生电感）而导致的任何故障。

审核编辑：郭婷