可编程LED驱动器的简化设计
出处:维库电子市场网 发布于:2019-11-21 13:54:46
数模转换器(DAC)(在本例中为 ADI 公司的 AD5686)的三个输出电压中的每一个都控制一个电压-电流转换器级,在每的负载路径中放置独立的LED,用于每个 LED 通道。所有三个转换器级均由运算放大器(运放)ADA4500-2 并连接一个用来控制 LED 电流的 MOSFET 实现。理论上,这个 LED 电流可以高达几安培,具体取决于电压源(VS)和负载电阻,在本电路中为 2 Ω。因此,选择合适的 MOSFET 非常重要。
DAC输出电压的质量很大程度上取决于基准电压源 VREF。应使用高质量的基准电压源。ADR4520 就是这样一个例子,如图 1 所示。它具有极低的噪声、超高的长期和出色的温度稳定性。
由于ADA4500-2 的内部设计,典型的轨到轨放大器具有一定的非线性和交越失真。它们的输入级由两个并联的差分晶体管组成:PNP 级(Q1 和 Q2)和 NPN 级(Q3 和 Q4),如图 2 所示。
图 1.用于控制三个独立 LED 的 LED 驱动器的简化原理图。
图 2.运算放大器中的轨到轨双极晶体管输入级简化版。
根据所施加的共模电压,两组输入对产生不同的失调电压和偏置电流。如果共模电压施加到放大器输入端,与正或负电源电压(VS)相差小于 0.7 V,则只会激活两个输入级中的一个。那么,仅会出现对应于有效级的误差(失调电压和偏置电流)。如果电压升至 0.8 V,则两个输入级都将激活。在这种情况下,失调电压可能突然改变,导致所谓的交越失真和非线性。
相比之下,ADA4500-2 具有集成的输入端电荷泵,无需第二个差分对即可覆盖轨到轨输入范围,从而避免了交越失真。ADA4500-2 的其他优势还包括低失调、低偏置电流和低噪声分量。
在这类电路中,必须注意负载/电流路径中由 LED 连线产生的电感。导线通常为数米长,如果没有提供正确的补偿,可能会导致异常的振荡。此电路中的补偿通过反馈路径实现,它将由分流电阻测量的电流返回到运算放大器的输入。应根据产生的电感调整 ADA4500-2 上现有的电阻和电容电路。
利用图1所示的电路,能够更简易地实现可通过 DAC 编程以用于照明控制应用的多通道 LED 驱动器。根据特定需求进行适当调整以避免功能异常也是十分重要的。
结论
本文所述的电路显示了创建可编程 LED 驱动器更简单的方法,该驱动器非常适用于需要紧凑、可扩展、易于供电和高线性度电源的照明控制应用。不过,尺寸必须适应应用的要求,以避免由于各种存在的电感(例如线路电感和寄生电感)引起的任何故障。
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