文档介绍：为LED驱动电路提供额外的PWM亮度控制
摘要:Maxim Integrated Products提供多款LED (发光二极管)驱动芯片,具有PWM (脉宽调制)亮度调节功能。这篇应用笔记介绍了几种为LED驱动芯片添加额外的PWM亮度调节功能的方法,并在几款固定电流LED驱动器(内置或外置PWM)上进行了验证。
引言
Maxim Integrated Products为很多应用领域提供PWM (脉宽调制)亮度调节LED (发光二极管)驱动器。典型应用中,通过串口向LED驱动器发送指令改变相应LED的寄存器值进行亮度调节。用于亮度控制的数据通常为4位至8位,对应于16至256个亮度等级;有些Maxim的LED驱动器的亮度控制则通过调整漏极开路LED端口的恒定吸入电流大小来实现。
该应用笔记讨论如何在LED恒流驱动器上加入PWM亮度调节,通过控制LED电源的通、断调节亮度。也可以通过刷新数据位仿真外部PWM亮度控制。内置PWM的LED驱动器也可以通过外部PWM实现亮度调节,只要PWM信号的外部时钟可以同步。
PWM仿真
按照一定周期向LED驱动器发送开/关控制信号,可以仿真PWM亮度调节的效果。因为LED数据接口的传输速率远远高于PWM信号的频率,可以使用微控制器或FPGA (现场可编程门阵列)很容易地仿真PWM调光方式。PWM开关频率、数据传输的时钟频率和PWM亮度等级之间的关系如式1所示:
其中,fCLOCK为数据接口的时钟频率,fPWM为PWM频率,nPORT为控制端口数,nLEVEL为亮度等级。
在该项技术中,PWM仿真数据由控制器连续发送到LED的每个端口,每个端口1位。所有端口更新一次即为PWM的一个台阶。从索引值1开始重复仿真PWM台阶,直至索引值等于设定的亮度等级,形成一个PWM周期。例如,如果亮度等级为256,每个端口刷新数据256次构成一个PWM周期。如果对应端口的亮度等级高于PWM仿真台阶的索引值,数据为1;否则数据为零。只要LED保持点亮状态,则始终重复PWM仿真周期。
该PWM仿真控制可以由下列C程序实现:
PWM仿真技术适用于MAX6968和MAX6969。MAX6968为8端口LED恒流驱动器,数据接口传输速率可达25Mbps;MAX6969是MAX6968的16端口版本。利用这一方法可以实现16位或65,536级亮度控制,MAX6968的PWM频率可以设置在47Hz,MAX6969的PWM频率可以设置在24Hz。如果只要求12位的亮度控制分辨率,对应的PWM频率可以分别设置在752Hz和376Hz。PWM仿真技术无需对电路进行任何修改即可实现每个驱动口的亮度控制。
LED电源的开关控制
通过对LED电源进行开、关控制也可以实现LED的PWM亮度调节。图1所示电路利用PWM控制电源为LED提供额外的亮度调节。微处理器向LED驱动器发送I?C命令产生PWM信号,PWM波形可以由软件控制。这种方式适用于具有恒流LED端口,但没有内部亮度调节功能的MAX6969,以及带有可调节恒流LED端口的MAX6956。该方案通过一个晶体管控制PWM信号的占空比,达到亮度调节的目的。LED亮度可由微处理器通过LED驱动器间接地控制,也可以由晶体管直接控制。以MAX6956为例,恒流驱动与PWM占空比调节相结合,无需任何