中心議題：

• LED控製器自動調光基本的模擬操作

解決方案：

• 每個LED都共用相同的I-LED峰值電流
• 標準的I2C端口用於處理I-LED和PWM

利用兩個或更多的獨立LED
，當今的驅動器能夠控製可用於便攜係統中的新潮裝飾光。不僅ILED峰值電流完全可編程

，每個LED都能在0～100%亮liang度du範fan圍wei之zhi間jian調tiao光guang至zhi任ren何he值zhi。此ci外wai
，工gong作zuo在zai向xiang上shang和he向xiang下xia兩liang種zhong方fang向xiang的de嵌qian入ru式shi漸jian進jin調tiao光guang功gong能neng提ti供gong了le一yi種zhong終zhong端duan客ke戶hu所suo需xu要yao的de特te別bie照zhao明ming序xu列lie。本ben文wen闡chan述shu這zhe種zhong驅qu動dong器qi的de特te性xing
，並bing基ji於yu一yi個ge典dian型xing應ying用yong重zhong點dian探tan討tao漸jian進jin調tiao光guang。此ci外wai
，還hai討tao論lun了le相xiang關guan的de軟ruan件jian作zuo為wei一yi項xiang典dian型xing示shi例li。

基本的模擬操作

通常來講

，LED驅動器在適當的條件下提供恒定的電流來對LED進行偏置。如果我們考慮便攜係統，其電源是輸出電壓範圍在2.8～4.2V之間的電池(假設為是標準的鋰離子電池)。由於根據偏置電流和室溫的不同，當今的低功率LED的正向電壓會在2.8～3.5V之間變化

，需要一個接口來確保LED在正常工作期間恰當地偏置。這就是驅動IC的目的，而要考慮的第一個模塊就是電流控製係統的電壓範圍。


圖1基本的LED接線

圖2串並聯鏈接優缺點比較

就這點而言，我們可以考慮采用串聯或並聯方式對LED進行連接：這兩種連接方式各有其優缺點，見圖2。
關鍵點在於，在色彩應用中獨立及動態地調節每個LED亮度的能力。雖然有可能采用升壓結構、使用開關在每個LED間進行連接以控製它們，但串行排列並非首選的解決方案，而並行結構最易於實現。

電荷泵是產生低電壓及EMI問題最小且最合適的DC-DC轉換器。另一方麵
，采用多種工作模式(1X,1.5X,2X)純粹提升效率，使係統在便攜設備中運行時能夠節省盡可能多的能量。

除了DC-DC轉換器
，第二個關鍵參數是屬於共同陣列的LED間的電流匹配：RGB結構不能適應LED間的偏置電流差別
，因為這些差別會轉化為視頻和圖像顯示中的色彩表現。通過使用如圖3中所示的一套精確的電流鏡
，這個問題就得到解決。

為了在LED中實現精確及穩定的正向偏置條件，通過與帶隙參考提供的恒定電壓相關的外部電阻產生一個參考電流。與運算放大器U1相關的晶體管Q1在Vref引腳產生恒定輸出電壓。Vref和地之間連接的外部電阻產生流經Q1和Q2的恒定電流。這個電流這時候就被Q3～Q7的晶體管係列建立鏡像和放大，每個電流被連接至開關S1～S5，並且被晶體管Q8相加。最後
，晶體管Q9複製參考電流至LED1。這種結構針對每個LED進行複製，而芯片的布局經仔細分析，以優化每個LED之間的匹配。


圖3基本的電流鏡結構

圖4典型的獨立PWM控製

這樣

，每個LED都共用相同的I-LED峰值電流，而且需要額外的電子電路來對每個LED的亮度進行獨立控製。這種功能通過為每個LED使用獨立的PWM調製來實現（見圖4）：由數字信號PWM1至PWM3控製的開關S6～S8啟動/關閉相關的電流鏡，因此產生相關LED的亮度控製。其淨優勢是LED峰值電流恒定

，確保了色彩表現不會被亮度控製所減弱，LED的工作點保持在色彩地圖所定義的參考色彩

，見圖5。


圖5中的波形源自工業應用，它展示了嵌入在所選器件中的三個PWM的特性。三個LED采用一個共同低頻時鍾控製，並帶有一個占空比設置來適應給定應用。這很明顯能夠獨立地減弱或增強每個PWM，範圍在0～100%的占空比之間，而ILED峰值電流為恒定。


圖5典型的工業PWM操作

一種更加複雜的電路設計能夠用來獲得對LED的完全獨立控製：I-LED峰值電流和PWM都能夠數字編程
，產生幾乎無限的色彩範圍和亮度，因為I-LED峰值電流在色彩地圖中移動。基本的模型描述如圖6所示。


圖6LED和CCFL的色域與NTSC標準的比較

數字控製

標準的I2C端口用於處理I-LED和PWM，利用軟件來設定控製器內建的功能。為了更好地闡述漸進調光，我們將利用NCP5623控製器作為參考來描述這種功能的操作。
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在PWM能夠發生之前，ILED峰值電流將像NCP5623數據表中所定義的那樣通過發送適當的代碼至芯片來設定。創建平滑的增強亮度，軟件將發送驅動器可用的總級(step)數：在本案例中，我們擁有31級。可以在微控製器(MCU)中應用一個簡單環路來處理這個工作，但由於與實時係統相關的優先級中斷問題，亮度上升過程可能被打亂。NCP5623含有內置序列
，避免了MCU實時操作的發生：無論是亮度增強還是減弱
，漸進調光都能夠通過非常有限的軟件步驟來實現，並且沒有高優先級中斷事件的影響。

基本上，兩個內置寄存器將預先調整如下。

漸進調光的目標和方向：

-亮度增強=%101xxxxx

→最後位[B4:B0]包含增強的最終ILED目標

-亮度減弱=%110xxxxx

→最後位[B5:B0]包含減弱的最終ILED目標

時序和啟動條件：

GRAD=%111xxxxx

→最後位[B5:B0]包含每級的時序

ILED電流將從0平滑增加至5.5mA，總序列時序等於GRAD寄存器位[B5:B0]的內容乘以增強(UPWARD)寄存器定義的級數。在這個例子中：

T=GRAD[B5:B0]*UPWARD[B5:B0]

T=64*26=1664ms


圖7典型的NCP5623自動向上漸進調光過程(每級8ms)

圖7中給出的波形展示了向上漸進調光；對DWNWRD寄存器進行適當編程來實現向下調光的操作。

正如我們能夠觀察到的
，ILED電流以準指數曲線形式增加，這種情況足以很好地補償人眼的敏感度。

相反的方向很容易通過在數據寄存器的高三位使用適當的代碼，而序列的餘下部分相同來實現。

neizhijicunqishiduijianjintiaoguangjinxingdongtaikongzhichengweikeneng，keyiduibutongshijiaoxiaoguojinxingfangzhen。julilaishuo
，womenkeyizhongfuyouxiangshanghuoxiangxiaqijiandeshuzitiaozhisuochuangjiandexulie
，yekenengjieheqizhongyizujianjintiaoguangheturanbianhuazaiboxingdexiangfancechuangjianleisiboxingdejuchi。

最後，能夠結合漸進調光和嵌入在芯片中的PWM，通過IREF引腳對ILED峰值電流進行調製創建相當複雜的光照序列：一種裝飾光係統在主控製器周圍采用最少數量的無源元件得以構造。