發布日期：2022-04-20 點擊率：132
在這篇文章中，我將詳細介紹 PWM 調光以及如何使其頻率足夠快以減少其對人類或其他生物的影響。
讓我們回顧一下為什么在某些應用（例如尾燈）中，PWM 調光優于模擬調光。LED 的亮度和顏色取決于流過的電流。一旦電流發生變化，亮度和顏色也會相應變化。由于流動的電流電平變化，一些較舊的紅色 LED 甚至可能從紅色變為橙色。這在需要根據政府規定進行精確顏色控制的尾燈中是不可取的。PWM 調光的概念是通過快速打開和關閉 LED（以高于 100Hz 的頻率）來利用人眼的緩慢響應，而不改變開啟期間流過的 LED 電流。由于人眼對任何高于 30 Hz 的頻率都沒有反應，因此亮度似乎根據人眼看到的 PWM 信號的占空比呈線性變化。
雖然 PWM 調光在 LED 亮度控制方面具有優勢，但是否有任何缺點？是的：它歸結為 PWM 調光的光質量及其對不同物體的影響。PWM 調光涉及頻率。低頻調光在 100Hz 至 2kH 范圍內，使人能夠（微妙地）感知并引起眼睛疲勞或疲勞。如果調光頻率在此范圍內，則在拍照或錄制視頻時可能會出現條帶效應。PWM 調光還可以產生頻閃效應，即當移動/旋轉物體看起來靜止時。簡而言之，要使用 PWM 調光并避免其缺點，我們應該將 PWM 調光頻率設置為高于 2kHz。
為了實現高頻調光，大多數 LED 驅動器都有一個 PWM 調光輸入。然而，LED 驅動器的帶寬限制了調光頻率和對比度。對于使用 DC-DC 轉換架構的固定頻率開關模式電源型 LED 驅動器，環路帶寬通常設計為 50kHz 或以下。在 2kHz PWM 調光頻率下，這將對比度限制在 25 比 1 左右。要獲得更好的對比度，我們必須使用較低的 PWM 調光頻率或嘗試進一步增加環路帶寬。
將開關并聯到 LED 上怎么樣？當開關關閉時，電流流過 LED 并發光；當開關打開時，電流流過開關，沒有光。這種方法稱為并聯 FET 調光。我們將需要一個快速響應的 LED 驅動器，該驅動器能夠實現負載的突然變化，同時保持良好的電流調節并防止電流過沖損壞 LED。由于具有不形成反饋回路的遲滯轉換器或恒定導通時間轉換器的特性，對輸出電壓變化的響應速度很快，負載變化是即時的。通過對這些類型的驅動器使用分流 FET 調光，無論調光開關是打開還是關閉，電流都會持續流動并進行相應的調節。從光輸出的角度來看，亮度取決于開關關閉時間的占空比。因此，我們可以根據高頻 (>2kHz) PWM 信號的占空比實現線性亮度變化。
為了通過分流 FET 調光方法實現高頻 PWM 調光，TI 提供了快速響應的 LED 驅動器，例如LM3409，一種受控關斷時間遲滯 PFET 降壓 LED 控制器，●LM3409、LM3409-Q1、M3409HV和LM3409HV-Q1是用于降壓（buck）穩壓器的P溝道MOSFET（PFET）控制器。它們提供寬輸入電壓范圍、高側差分電流檢測、可調閾值電壓和快速輸出啟用/禁用功能，以及熱增強10引腳HVSSOP封裝。這些特性結合在一起，使LM3409系列設備成為驅動LED的恒流源的理想選擇，在這種情況下，正向電流可達5 A是很容易實現的。
●LM3409設備使用恒定的關閉時間（COFT控制，無需外部控制loo補償即可調節精確的恒定電流。模擬和PWM調光易于實現，并形成高度線性調光范圍，具有出色的對比度可編程UVLO、低功耗關機和熱關機功能集。
例如TPS92641，導通時間同步降壓控制器的常數TPS92640和TPS92641設備為高壓，降壓電流調節器的同步NFET控制器輸出電流調節基于谷電流模式操作，使用受控的開啟時間結構。該控制方法簡化了環路補償的設計，同時保持接近恒定的開關頻率。TPS92640和TPS92641設備包括高壓啟動可在7 V至85 V寬輸入范圍內工作的調節器PWM控制器專為高速性能而設計，包括高達1 MHz的振蕩器頻率范圍，優化了高壓側和低壓側柵極驅動器之間的死區時間，以在較寬的輸入工作電壓和輸出功率范圍內提供非常高的效率TPS92640和TPS92641設備可同時接受模擬和PWM輸入信號，從而產生異常的調光控制范圍。輸入命令和LED電流之間的線性響應特性通過使用低偏移誤差放大器和專有PWM調光邏輯的真正零LED電流實現。這兩種裝置還包括能夠向低功耗微控制器提供電流的精密基準。保護功能包括逐周期電流保護、過壓保護和熱關機。TPS92641設備包括用于高分辨率PWM調光的分流FET調光輸入和MOSFET驅動器。
TPS92515，單片2A受控斷開時間磁滯降壓LED轉換器。所有這些器件都可以很好地與分流 FET 調光配合使用，并且由于它們的小板尺寸和高功率轉換效率而表現出卓越的性能。使用遲滯 LED 驅動器的分流 FET 調光是通過啟用高頻 PWM 調光來提高 LED 照明質量的方法。
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