基于微控制器的LED驱动器拓扑、权衡和局限(05-100)

　　当电流降至低电流阈值(如300mA)时，开关将导通，而当电流升至高电流阈值(如400mA)时，开关将断开。

　　此例中开关置于低端(该方法因此得名)，实现方法非常简单。导通FET只需在其门极上加5V电压，这可以由微控制器的一个输出口直接提供。而且，这种拓扑不再需要恒定的VDD电压，即使输入电压在波动，也能维持调节电流。

　　电流感应电阻R必须位于电路的“高端”部分。如果把它连到MOSFET的源极，就只能测得开关导通时LED上电流，不能用来调节另一个阈值了，参见图3。

　　这种拓扑看起来像是升压转换器的前端，它具有使用N通道、低成本FET的优势，但需要在R两端进行电压差分测量，以获取流经LED的电流。

　　请注意开关实际上提供了两种功能：首先，它使得在电感器上产生可调节的电流;其次，它允许发光度调节。

　　4、采用高端开关

　　除了负载和晶体管交换位置，这个电路与前面的完全相同。图2E中显示的开关就位于“高端”。我们还把FET从N通道变成P通道。N通道FET要求VGS>5V以完全导通：在本拓扑中，N通道的源极电压会不断变化，而且经常在3伏以上，所以在门极上至少需要8伏的电压。这就需要一个类似充电泵的门驱动电路，使得整个电路有点更加复杂。如果就用一个P通道FET，而且又可以直接从微控制器的输出端为它提供-5V的VGS，那就简单多了。这种拓扑类似于降压转换器的前端。

　　它的主要优势是能直接在R的两端进行电流测量，因此不再需要差分测量的方法。

　　亮度调节技术

　　有很多技术都可以对LED进行亮度调节，其中不少是专利技术。这里对其中几种进行简要介绍。在所有方法中，平均发光度都是通过以非常快的速度(避免闪烁)完全点亮(以其标称电流)再关闭LED获得的，而且与LED点亮时间的百分比成正比。

　　1、脉宽调制

　　这种技术采用周期为T的固定频率，如图4所示。亮度的调节通过改变脉冲宽度来实现。图4显示了三种不同的发光度级别，其占空比分别是6%、50%和94%。

 

　　2、频率调制

　　这种技术由Artistic Licence公布，它采用固定宽度控制脉冲的概念，如图5所示。脉冲A总是相同的宽度，发光度由脉冲A的重复间隔来控制。