采用MC9RS08KA2的高亮发光二级管应用

恒定电流下工作，降压变换器亦被认为只在连续导通状态下运行。

电感器电流有两种状态：通流状态(SW1闭合)和断流状态(SW1打开)。

处于通流状态时，电感的电流开始直线上升，电流的最大变化可以使用下列公式计算：

其中tON是SW1闭合的时间。VOUT是设备RL上的电压。同样，处于断流状态时，电感电流在SW1打开期间下降，电流的最大变化可以使用以下公式计算：

其中tOFF是SW1打开的时间。VD表示二极管上的电压。假设tON与tOFF之和是开关时间的总长短T，那么tON亦可以计算为：

其中D是闭合时间的占空比。在理想情况下，逆向二极管的压降VD为零，打开和关闭状态之间的电感电流之和是恒定的。如下式所示，我们可以很容易地推断出来，降压变换器的输出电压增益等于占空比D而且永远小于1。

公式(1)和(2)定义了输出负载上的最大纹波电流。如果定义了可接受的纹波电流IL、开关频率SW1(1/T)、电源电压VIN和目标输出电压VOUT，则可以通过公式(1)和(3)计算出所需的电感值。

　　闭环控制

使用降压变换器驱动HB-LED时，系统必须能够保持恒定的输出电流。输出电压或输出电流通过改变电源开关SW1的占空比直接进行控制。非常普遍的做法是采用低欧姆电阻(通常1Ω - 5Ω)作为电流感应器来监控HB-LED的正向电流。该电阻将正向电流转换成电压，并与恒定参考电压VREF进行比较。VREF是预先定义的，而对应于所需的目标负载电流。如果电流感应器电压高于参考电压，则表示负载电流高于目标电流。反馈环路会减少占空比D来驱动电源开关。相反，如果电流感应器电压低于参考电压，占空比D则会增加。图3为闭环控制降压变换器的示意图。

在某些情况下，电源电压VIN并不稳定，比如在利用电池为系统供电时。无论采用什么电源，要让输出电流保持一个恒定水平，就必须使用独立于电源电压的一个参考电压VREF。在所有备有ADC或模拟比较器(ACMP)的飞思卡尔S08和RS08 MCU芯片系列，内部都带有隙电压参考。该参考电压独立于MCU的电源电压VDD，通过MCU中的专用控制寄存器启动。

　　MC9RS08KA2 系统

对于普通的HB-LED应用，MCU控制系统的反馈回路。它测量HB-LED正向电流并调节电源开关的占空比，将HB-LED亮度保持在目标水平。因此，MCU必须至少具有PWM驱动功能。通常情况下，30KHz -100KHz的PWM输出频率就足够了。此外，MCU应当能够执行电压测量，这是闭环控制系统必需的。

许多飞思卡尔MCU都能用于HB-LED照明应用。对于一般的HB-LED应用，可以使用MC68HC908Qxx系列。它支持8引脚封装，并带有专用的PWM模块和ADC模块。对于成本敏感型应用，可以使用MC9RS08KA2。它也支持8引脚封装，不带芯片ADC，但包括ACMP，这对HB-LED应用来说也已经足够了。

图4是基于MC9RS08KA2的简单降压变换器系统示意图。在很多情况下，应用电源电压VIN与MCU的电源电压(VDD)不同。有时需要使用特定的电压调节器(可以是一个简单的接地齐纳二极管)将VIN降低到MCU操作范围VDD。此外还需要电平转换器，使MCU能够拨动电压高于MCU VDD的高端开关SW1。

HB-LED的正向电流是通过电阻器RSENSE测量的。KA2收集电压测量VSENSE值，并与简易电位计创建的固定参考电压VREF进行比较。如果VSENSE高于VREF，表示HB-LED正向电流高于目标值。这时KA2会逐渐降低驱动SW1的占空比，直到VSENSE降低到参考值以下。相反，当VSENSE低于VREF时，占空比会逐渐增加，直到VSENSE增加到VREF以上。

　　亮度控制

HB-LED驱动电流由参考电压VREF定义。如图4所示，VREF由一个简易电位计定义。VREF的变化是通过改变电位计电压进行的。图4显示了实现这一目标的简易方法。KA2的一个通用输入输出端(如PTA5)将一个附加电阻器R3连接到电位计上。当选择PTA5作为输入端时，它便成为高阻抗，R3漂浮不定，电位计输出只由R1和R2定义。如果需要更低的参考电压，PTA5就变为低位输出，通过R3的附加电流会降低参考电压。随着VREF的降低，HB-LED正向电流会相应地调节而改变亮度水平。利用相同的方法可定义出更多的参考点来输入更多亮度水平。

　　电源电压的补偿

如果应用只需一个亮度水平，就无需将电位计连接到KA2模拟比较器的端子上。KA2比较器的正极端子已备有内部带隙电源，VSENSE可以利用此电源电压参考进行比较。KA2上有一个专用控制位可用于启动此电压参考。当该参考启动时，相应的MCU引脚变成通用输入输出端。带隙电源电压水平固定在1.24V而不受MCU电源电压VDD的影响。

无论VIN的变化是否反应到MCU VDD上，通过对比VSENSE和固定参考点1.24V，MCU可以调节PWM 的占空