引言
Maxim Integrated Products為很多應(yīng)用領(lǐng)域提供
其中，fCLOCK為數(shù)據(jù)接口的時(shí)鐘頻率,，fPWM為PWM頻率，nPORT為控制端口數(shù),，nLEVEL為亮度等級,。
在該項(xiàng)技術(shù)中，PWM仿真數(shù)據(jù)由控制器連續(xù)發(fā)送到LED的每個(gè)端口,，每個(gè)端口1位,。所有端口更新一次即為PWM的一個(gè)臺(tái)階。從索引值1開始重復(fù)仿真PWM臺(tái)階,，直至索引值等于設(shè)定的亮度等級,，形成一個(gè)PWM周期。例如,，如果亮度等級為256,，每個(gè)端口刷新數(shù)據(jù)256次構(gòu)成一個(gè)PWM周期。如果對應(yīng)端口的亮度等級高于PWM仿真臺(tái)階的索引值,，數(shù)據(jù)為1;否則數(shù)據(jù)為零,。只要LED保持點(diǎn)亮狀態(tài)，則始終重復(fù)PWM仿真周期,。歡迎轉(zhuǎn)載,，本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)(www.elecfans.com)
該P(yáng)WM仿真控制可以由下列C程序?qū)崿F(xiàn)：
int INTENS[8] = {200, 100, 50, 25, 12, 6, 3, 1};
bool LEDON = true, DATA[8];
while (LEDON) {
for {int i=0, i<256, i++} {
for {int j=0, j<8, j++} {
if INTENS[j]>i
DATA[j]=1;
else
DATA[j]=0;
}
Send(DATA);
}
}
PWM仿真技術(shù)適用于MAX6968和MAX6969。MAX6968為8端口LED恒流驅(qū)動(dòng)器,，數(shù)據(jù)接口傳輸速率可達(dá)25Mbps;MAX6969是MAX6968的16端口版本,。利用這一方法可以實(shí)現(xiàn)16位或65,536級亮度控制，MAX6968的PWM頻率可以設(shè)置在47Hz,，MAX6969的PWM頻率可以設(shè)置在24Hz,。如果只要求12位的亮度控制分辨率，對應(yīng)的PWM頻率可以分別設(shè)置在752Hz和376Hz,。PWM仿真技術(shù)無需對電路進(jìn)行任何修改即可實(shí)現(xiàn)每個(gè)驅(qū)動(dòng)口的亮度控制,。
LED電源的開關(guān)控制
通過對LED電源進(jìn)行開、關(guān)控制也可以實(shí)現(xiàn)LED的PWM亮度調(diào)節(jié),。圖1所示電路利用PWM控制電源為LED提供額外的亮度調(diào)節(jié),。微處理器向LED驅(qū)動(dòng)器發(fā)送I²C命令產(chǎn)生PWM信號，PWM波形可以由軟件控制。這種方式適用于具有恒流LED端口,，但沒有內(nèi)部亮度調(diào)節(jié)功能的MAX6969,，以及帶有可調(diào)節(jié)恒流LED端口的MAX6956。該方案通過一個(gè)晶體管控制PWM信號的占空比,，達(dá)到亮度調(diào)節(jié)的目的,。LED亮度可由微處理器通過LED驅(qū)動(dòng)器間接地控制，也可以由晶體管直接控制,。以MAX6956為例,，恒流驅(qū)動(dòng)與PWM占空比調(diào)節(jié)相結(jié)合，無需任何其它電路介入,。
圖1. 采用PWM控制LED電源實(shí)現(xiàn)亮度調(diào)節(jié)
圖2所示電路采用MOSFET晶體管作為開關(guān)器件,，有助于提高效率。
圖2. 功率MOSFET作為開關(guān)器件
利用下式計(jì)算外部晶體管的功耗：
其中,，tRISE為晶體管的上升時(shí)間,，tFALL為晶體管的下降時(shí)間，T為PWM周期,，tON/T為PWM亮度等級,，I為LED總電流，RON為晶體管的導(dǎo)通電阻,。歡迎轉(zhuǎn)載,，本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)(www.elecfans.com)
式2給出了晶體管開關(guān)損耗與導(dǎo)通損耗之和，開關(guān)損耗由開/關(guān)時(shí)間決定,。當(dāng)晶體管閉合或斷開時(shí),，在晶體管兩端電壓從零上升到VLED的過程中，或者是在反方向變化時(shí),，幾乎所有電流流過晶體管,。
使用高速開關(guān)晶體管時(shí)，上升時(shí)間和下降時(shí)間通常為50ns,。對于周期(T)為1/1000秒的PWM,、LED電壓(VLED)為5.5V、LED總驅(qū)動(dòng)電流為200mA時(shí),，晶體管總功耗為：
若晶體管導(dǎo)通電阻為0.1Ω,，則晶體管在最高亮度時(shí)的導(dǎo)通功耗為：
從式4可以看到，合理選擇高速開關(guān)晶體管,，能夠?qū)p耗降至最小,。
主控與各端口的分層控制
有些LED驅(qū)動(dòng)器的PWM亮度控制可以通過主控與各端口之間的分層控制實(shí)現(xiàn)。例如,，MAX6964、MAX7313、MAX7314,、MAX6965,、MAX7315和MAX7316。如圖3所示,，各端口的PWM亮度控制波形重復(fù)多次,。每重復(fù)一次相當(dāng)于一次主機(jī)控制。由此,，如果主機(jī)控制15級亮度調(diào)節(jié),，則控制波形重復(fù)15次。LED驅(qū)動(dòng)器各端口的控制信號決定了波形的占空比,。主控信號決定控制波形的重復(fù)次數(shù),。比如：某個(gè)端口的占空比為3/16，主控設(shè)置為4/15,。波形的導(dǎo)通時(shí)間占整個(gè)周期的3/16,，波形在全部15個(gè)時(shí)隙的前4個(gè)時(shí)隙重復(fù)。
圖3. 主控和各端口的PWM亮度分層控制
遺憾的是,，一個(gè)MAX6964的主控信號不能與另一MAX6964的端口信號相組合,，以構(gòu)成多芯片鏈路機(jī)制。因?yàn)?，多個(gè)MAX6964之間無法實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步;每個(gè)端口的PWM控制導(dǎo)通時(shí)間不能與主控制器亮度調(diào)節(jié)信號的通/斷時(shí)間窗口保持一致,。如果時(shí)鐘信號的邊沿?zé)o法對齊則無法同步控制亮度，LED會(huì)變暗,。由于時(shí)鐘之間的相位偏差,，也會(huì)導(dǎo)致LED周期性地閃爍(通、斷),。
分層PWM亮度調(diào)節(jié)方案可以通過LED驅(qū)動(dòng)器避免閃爍問題,，適用于MAX7302等具有時(shí)鐘同步機(jī)制和較寬的時(shí)鐘頻率范圍的器件。圖4給出了利用兩片MAX7302和開關(guān)晶體管實(shí)現(xiàn)PWM亮度分層控制的典型電路,。
圖4. 利用兩片MAX7302實(shí)現(xiàn)PWM亮度分層控制
其中一片MAX7302的輸出端口連接在LED的陰極,，每路輸出端口作為一個(gè)獨(dú)立的亮度控制端口。另一片MAX7302的輸出通過外部晶體管連接在LED的陽極,，這一MAX7302作為亮度主控制器,。每個(gè)端口的亮度控制由外部1MHz高頻時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，這是MAX7302工作時(shí)鐘的上限,。例如,，將一個(gè)端口的亮度等級設(shè)置為15/33時(shí)，P2亮度控制端口輸出作為主控制器的時(shí)鐘輸入,。得到的主控制器等效時(shí)鐘頻率約為1000000/33 = 30kHz,。該應(yīng)用實(shí)例中，每個(gè)亮度控制端口可以用于調(diào)節(jié)RGB LED的顏色，而主控制器用來調(diào)節(jié)亮度,。