LED越來越多地被用作節(jié)能光源，以響應(yīng)新能源法規(guī)。與傳統(tǒng)燈相比，它們具有決定性的優(yōu)勢(shì)：它們消耗更少的能量，具有更長的使用壽命，并且有多種顏色可供選擇。例如，多虧了LED，世界上最大的教堂，羅馬的圣彼得大教堂，現(xiàn)在可以以新的眼光看待。通過智能控制系統(tǒng)，即使是其重要寶藏的最小細(xì)節(jié)也可以通過預(yù)設(shè)的照明場(chǎng)景進(jìn)行照明。這些數(shù)字控制系統(tǒng)集成了可編程 LED 驅(qū)動(dòng)器，可根據(jù)需要激活 LED。圖 1 顯示了 3 通道 LED 驅(qū)動(dòng)器配置的示例。

數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的三個(gè)輸出電壓中的每一個(gè)（在本例中為ADI公司的AD5686）控制一個(gè)電壓-電流轉(zhuǎn)換器級(jí)，每個(gè)LED通道的負(fù)載路徑均位于該級(jí)中。所有三個(gè)轉(zhuǎn)換器級(jí)均由運(yùn)算放大器ADA4500-2和連接的MOSFET實(shí)現(xiàn)，MOSFET控制LED電流。理論上，該LED電流最高可達(dá)幾安培，具體取決于電壓源（VS）和負(fù)載電阻，在該電路中為2 Ω。因此，選擇合適的MOSFET非常重要。

DAC輸出電壓的質(zhì)量在很大程度上取決于基準(zhǔn)電壓源V。裁判.應(yīng)使用高質(zhì)量的參考源。ADR4520就是這樣一個(gè)例子，如圖1所示。它具有非常低的噪聲、極高的長期精度以及高溫穩(wěn)定性。

由于ADR4500-2的內(nèi)部設(shè)計(jì)，典型的軌到軌放大器表現(xiàn)出一定的非線性度和交越失真。它們的輸入級(jí)由兩個(gè)并聯(lián)的差分晶體管組成：PNP級(jí)（Q1和Q2）和一個(gè)NPN級(jí)（Q3和Q4），如圖2所示。

圖1.用于控制三個(gè)獨(dú)立 LED 的 LED 驅(qū)動(dòng)器的簡(jiǎn)化原理圖。

圖2.運(yùn)算放大器上簡(jiǎn)化的軌到軌雙極晶體管輸入級(jí)。

根據(jù)施加的共模電壓，兩個(gè)輸入對(duì)產(chǎn)生不同的失調(diào)電壓和偏置電流。如果放大器輸入端的共模電壓與負(fù)電源電壓或正電源電壓相差小于0.7 V（VS），則兩個(gè)輸入級(jí)中只有一個(gè)處于活動(dòng)狀態(tài)。然后，將僅顯示相應(yīng)有源級(jí)的誤差（失調(diào)電壓和偏置電流）。如果電壓上升到0.8 V，則兩個(gè)輸入級(jí)都將處于活動(dòng)狀態(tài)。在這種情況下，失調(diào)電壓可能會(huì)突然變化，導(dǎo)致所謂的交越失真和非線性。

相比之下，ADA4500-2集成輸入側(cè)電荷泵，無需第二個(gè)差分對(duì)即可覆蓋軌到軌輸入范圍，從而避免交越失真。ADA4500-2的其他優(yōu)點(diǎn)是低失調(diào)、低偏置電流和低噪聲分量。

在此類電路中，必須注意負(fù)載/電流路徑中的電感，該電感可能通過LED的接線產(chǎn)生。導(dǎo)線通常有幾米長，如果不提供正確的補(bǔ)償，可能會(huì)導(dǎo)致不希望的振蕩。該電路中的補(bǔ)償通過反饋路徑實(shí)現(xiàn)，該反饋路徑將由分流電阻測(cè)量的電流返回到運(yùn)算放大器的輸入端。ADA4500-2上的現(xiàn)有電阻和電容電路應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生的電感進(jìn)行調(diào)整。

利用圖1所示電路，可以相對(duì)容易地實(shí)現(xiàn)可通過DAC編程的多通道LED驅(qū)動(dòng)器，以實(shí)現(xiàn)精確的照明控制應(yīng)用。但是，重要的是要根據(jù)特定要求調(diào)整尺寸以避免故障。

結(jié)論

本文介紹的電路展示了一種相對(duì)簡(jiǎn)單的可編程LED驅(qū)動(dòng)器創(chuàng)建方法，非常適合需要緊湊、可擴(kuò)展、易于供電和高線性電源的精確照明控制應(yīng)用。但是，尺寸必須適應(yīng)應(yīng)用的要求，以避免由于各種現(xiàn)有電感（例如線路和寄生電感）而導(dǎo)致的任何故障。

審核編輯：郭婷