01
带低通滤波 PWM 调光
我们以TILED 驱动器TPS61165举例:下图是一个具有低通滤波 PWM 输入的典型的 LED 驱动器升压电路,使用的是照明用白色 LED。(图片来源于 TI )
上面的电路中,LED 驱动器中结合了一个 LPF,并结合了一个外部复位。逻辑电平 PWM 信号被缓冲和电平移位,因此它在参考电压 (VBG) 和地(GND)之间摆动。然后,滤波后的信号用作升压误差放大器的参考,迫使 FB 节点调节到 VREF,以便设置LED 电流通过低侧电阻R1。
下面是 TPS61165 (低通滤波 PWM )波形
(图片来源于TI)
滤波PWM的主要缺点是:
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当PWM占空比从0到100%快速变化时,升压输出电压的响应缓慢。这主要是由于LED正向电压的变化导致升压输出电压需要在不同的电平之间转换。
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当滤波后的参考电压变得非常小时引入偏移误差(offset errors)。
02
采样PWM调光
对低通滤波PWM调光方法的改进是对PWM进行采样,PWM输入信号被转换为数字代码,并将该数字代码应用于内部DAC。因为这是为更高性能的LED驱动器设计的,所以这主要用在集成电流源的产品上。此外,这些器件提供了将PWM输入与I2C占空比代码相结合的能力。
举例:TI的LM36923
PWM采样调光典型框图
(图片来源于TI)
由于采样把PWM转换为代码,因此偏移电压的问题变成了LSB大小问题。这可以从下图中看到,其中最小电流为50µA(相当于LM36923器件11位调光响应中的代码1)。并且包括了超时计数器,以确保0占空比下的0电流。
(图片来源于TI)
采样PWM的主要缺点是驱动采样器所需的静态电流较高。这主要是由于使用的是高频振荡器。
采样PWM (相对于滤波PWM)的主要优点如下:
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允许将PWM输入映射到指数调光曲线(或任何其他可用的映射模式)。
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允许LED电流在占空比变化之间斜坡。使用可编程斜坡可以将低分辨率PWM占空比输入转换为更高分辨率的电流斜坡。
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数字滤波器(可编程迟滞)可用于消除可能导致LED亮度闪烁的PWM输入中的抖动。
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允许低频PWM输入。由于PWM输入转换为数字代码,因此避免了低频PWM所需的大型低通滤波器。
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允许更快地响应占空比的变化。由于PWM采样时钟远高于PWM输入频率,因此可以在单个PWM周期内解释占空比的任何变化。然而,当PWM占空比偏差较大时,LED电压的波动会成为瓶颈。
总结
随着传统照明到发光二极管 (LED) 的快速发展, 设计人员的难点在于,与传统白炽灯或日光灯照明不同,要在保持光线质量的同时对 LED 调光并非易事。虽可进行模拟调光,但这会造成明显的色度和发射光“温度”偏移。了解LED的关键参数与LED调光的方法,帮你事半功倍。 更多LED相关技术信息,请查看以下内容:-
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