16通道恒流led驱动芯片的pwm调光的技术发展

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1、16通道恒流LED驱动芯片的PWM调光的技术发展　0引言　　无论作为何种光源，能够进行调光都是一种很重要的功能。这不仅仅是为了使人们在家居环境中更加舒适，而且在今天来说，减少不必要的电光线，以进一步实现节能减排的目的是更加重要的一件事[1]。而且对于LED光源来说，调光也是比其他荧光灯、节能灯、高压钠灯等更容易实现，所以更应该在各种类型的LED灯具中加上调光的功能[2]。　　目前对LED进行调光大致有两种方法：一个是利用模拟电路进行调光，这种方法是线性改变流过LED的电流；二是数字调光，即利用P控制方法，

2、使用开关电路来改变流过LED的驱动电流的占空比从而改变流过LED的电流的平均值[3]。　　虽然线性调节的方法比较简单，易于实现，但是它效率较低，并且会引起光谱由白光向黄光进行色彩的偏移。虽然偏移比较轻微，但是在一些敏感的LED应用中有可能会被检测出来[4?5]。　　脉宽调制（PDimming）是目前比较常用的方法，以其控制简单，灵活和动态响应好的优点成为了LED调光的最佳方式。P灰度控制方法是通过改变流过每个通道的LED的驱动电流的占空比来改变流过LED的平均电流的大小，从而使LED呈现出不同的发光强度。

3、由于在所有的脉冲周期内，流过LED的最大正向电流不变，因而不会发生光谱的偏移，同时，为了保证人眼感受不到电流开关过程中导致的LED闪烁，P信号频率不得低于[6?7]100Hz。　　116通道恒流LED驱动芯片　　本文设计的16通道恒流LED驱动芯片的整体框架如图1所示。该芯片工作电压为3.3～5.5V，带隙基准电压源提供了1.25V的基准电压输出，经过分压产生另外的基准电压用于过温保护和电流调节。P灰度调节的功能是通过128b移位寄存器、锁存器、计数器以及数据比较器来实现的，通过移位寄存器把串行输入的数据

4、转换成并行输出的数据，并把数据锁存到16个锁存器中，每个锁存器是由8b数据位构成，将这16个数据和计数器的数据进行256次比较，这样就会产生不同占空比的输出信号，就是所需要的灰度控制数据。将这个输出的控制信号提供给16路输出端，通过输出端电流的打开和关断，就会实现256级电流灰度调节。外接电阻从1.83～16.4kΩ对输出电流可调，每个输出端口提供5～45mA的恒定电流，可以控制LED的发光亮度。因此，流过LED的电流实际是输出端电流的最大值与灰度控制信号的占空比之积。输出级采用高精度电流镜，

5、以确保精确的输出电流匹配度。输出耐压为20V，所以每路输出端可串接多个LED。具有25MHz的高速数据时钟，以及1.2MHz内部振荡器（用于P）。　　图116通道恒流LED驱动芯片整体框架图　　2P调光功能的设计　　由图1看出，该P模块由128b移位寄存器，8b数据锁存器，8b计数器，以及8b灰度数据比较器组成。模块整体上是串行输入并行输出的结构，包括两个输入端口，分别是：CKI时钟信号输入端口，SDI串行输入信号端口，两个输出端口，分别是：CKO时钟信号输出端口，SDO串行输出信号端口（在设计中考虑到噪

6、[第一提供专业的代写论文和论文代写服务,.dyl完成，测试数据：　　　　16个通道的仿真结果如图3所示。由图3可以看出，每个通道实际输出的P控制信号的占空比与由式（1）计算应得理论数据完全符合，因此实现了该模块的P调光功能。而且由于每个通道输入数据不同，所以输出具有不同占空比的开关控制信号，从而使每个通道输出的电流值不同。　　　　图3P功能仿真结果　　将该P调光功能模块加入16通道恒流LED驱动芯片，在CadenceSpectre下进行芯片的联合仿真，如图4所示是在典[第一提供专业的代写论文和论文代写服务

7、,.dylodel）下，[VDD=]5V，[T=]25，[Rext=]2kΩ时，对该芯片进行瞬态仿真，所得到的16个通道的输出电流的仿真结果。　　　　图416通道P控制输出电流的仿真结果　　从图4中可以看出，由于每个通道输入的灰度数据不同，因此每个通道输出电流的占空比也完全不同，它是由每个通道所输入的灰度数据所决定的。以几个通道的输出结果为例进行说明：通道一的灰度数据为<11110000>，因此输出电流的占空比就为[240256，]通道二的灰度数据为<11100000>

8、，因此输出电流的占空比就为[224256，]通道三的灰度数据为<11000000>，因此输出电流的占空比就为[192256，]其他通道的结果依次类推，仿真结果表明该P调光模块实现了在16通道恒流LED驱动芯片中的数字调光功能。　　4结语　　本文设计了一种应用于多通道恒流LED驱动芯片的P调光功能模块，通过VerilogHDL语言编程实现，并由Modelsim进行仿真。结果表明可以实现P调光控制信号的输出，并与理论值