無采樣電阻模式的設(shè)計(jì)

許多便攜式LED的應(yīng)用中都需要有調(diào)光的功能。例如LCD的背光應(yīng)用中，調(diào)光可以改變亮度和對比度?，F(xiàn)今有兩種比較常用的調(diào)光方式：模擬調(diào)光和PWM調(diào)光。模擬調(diào)光通過反饋環(huán)路直接改變LED的電流實(shí)現(xiàn)發(fā)光亮度的調(diào)節(jié)，缺點(diǎn)是會帶來色彩漂移和發(fā)光效率的下降;PWM調(diào)光(PWM Dimming)通過保持流過LED的最大電流減小導(dǎo)通占空比來實(shí)現(xiàn)，如果要實(shí)現(xiàn)50%的亮度就要LED電流采用50%的占空比。需要注意的是PWM調(diào)光信號的頻率必須大于100Hz,以使人眼不會被發(fā)現(xiàn)燈的閃爍，而最大的PWM調(diào)光頻率由電源的啟動時(shí)間或者響應(yīng)時(shí)間決定。在升壓型LED驅(qū)動電路中增加了一個(gè)功率管串聯(lián)在LED支路上，所以對于控制器而言需要增加額外的驅(qū)動電路，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，但換來的是真色彩的調(diào)光效果，所以現(xiàn)有的LED驅(qū)動產(chǎn)品中廣泛加入了PWM調(diào)光功能。典型的調(diào)光范圍可以由調(diào)光比(Dimming Ratio)來衡量，即調(diào)光PWM的周期與導(dǎo)通時(shí)間的比例，數(shù)值越大說明調(diào)光的能力越強(qiáng)。

圖5給出芯片在升壓型的應(yīng)用中PWM調(diào)光的控制圖。從圖中可以看出，外部的PWM信號控制與LED負(fù)載串聯(lián)的開關(guān)。利用運(yùn)放的外接補(bǔ)償電容CEAOUT,當(dāng)PWM信號為低電平時(shí)斷開運(yùn)放輸出端與補(bǔ)償電容的通路，維持電容上的電壓直到下個(gè)PWM周期。利用這種控制方法，當(dāng)開關(guān)頻率在700kHz,PWM頻率100Hz的情況下，最大的調(diào)光比可以達(dá)到3000 ∶ 1。

無采樣電阻模式的設(shè)計(jì)

利用功率MOSFET的導(dǎo)通電阻Rds(on)作為采樣電阻的方法可以省去峰值電流采樣電阻Rs2,減少了不必要的功率損耗提高了整體的效率，同時(shí)減少了外圍的元器件和系統(tǒng)所占的空間，這種方式稱之為無采樣電阻模式。這種模式也存在一些問題：(1)當(dāng)MOSFET關(guān)斷時(shí)，漏端的電壓可能會迅速升高，這就對電流峰值比較器提出了更高的抗高共模電壓的要求;(2)功率管的導(dǎo)通電阻會隨著電流和溫度的變化發(fā)生改變，會對設(shè)定的峰值電流閾值產(chǎn)生影響。對于一些特定的場合，第二個(gè)問題引入的誤差在可以允許的范圍內(nèi)時(shí)，這種模式還是有很好的應(yīng)用前景，對于高共模輸入最好最簡單的方法就是在關(guān)斷的同時(shí)切斷輸入的途徑，通過合理的開關(guān)切換和延時(shí)電路來實(shí)現(xiàn)。

無采樣模式的系統(tǒng)圖見圖6。采樣端通過比較器與7V基準(zhǔn)比較判斷是否工作于無采樣電阻模式，通過邏輯電路決定峰值比較器的輸入(IEN)、輸出(SEN)控制信號。邏輯信號Gd、Gfb分別是驅(qū)動邏輯的輸出信號和最終驅(qū)動功率管柵極信號的反饋。