可调光LED: 我应该选择哪种方案?

双线调光

双线脉宽调制调光是一项很流行的车内照明技术。该技术一开始用于白炽灯负载上。通过电阻性负载降低平均电压，可以直接调节其室内光源，从而实现调光。因为汽车行业还在应用LED的过渡中，对某些生产厂商，现有架构仍富有吸引力。开关式电源设计中存在一个问题，可以不考虑输入状态调节输出。为了使用这些嵌在电源上的调光信息，解码调光角度很有必要。

图2给出的是使用开关式LED驱动器进行双线调光的一种方法。随着VIN上升和下降，VINS 引脚监测到占空比，并把脉宽调制波形转为内部开关调制。调光效果与通过DIM引脚的脉宽调制调光一样，该方法的缺点是，当输入电源在每个调光周期关断时，输入电容CIN必须提供输入功率。此外，高压二极管D1必须确保VINS 引脚可以检测到调制信号。

调光和效率

LED光效可以简单的定义为用流明表示的可视输出功率比上用瓦表示的输入电功率（单位是流明/W）。所有输入LED但未能生成可见光的电功率都转化成了热或者不可见电磁辐射。众所周知当用正向电流驱动时所有的LED光效更高（在更低的输出功率下）。图.7示意了LED正向电流和光通量间的常见关系。当指数从理想线上偏斜下来，光效就将随之降低。

图7中，我们可以看到，在较低的调光级别，比起脉宽调制调光，模拟调光的LED光效更高。在更低的占空比下，我们会考虑使用脉宽调制调光，LED峰值电流比时间平均LED电流要大得多。另外一方面，模拟调光LED只适用于平均电流水平。

复合调光功能

美国国家半导体的LM3409是一个设计独特的降压LED控制器，可以很容易的为模拟调光和脉宽调制调光提供支持功能。模拟调光和脉宽调制调光可以分别进行，或者在复杂的调光模式下可以进行一些同步的简单操作。图4示意的是使用LM3409的一种典型的模拟调光应用。使用该器件可以有四种方法实现LED调光。

Fig. 4.使用电位计的模拟调光

1. 在电源电压 从0V到1.24V变化时，直接驱动IADJ 引脚来模拟调光
2. 在IADJ 引脚 和Gnd间安装一个电位计来模拟调光
3. 用EN 引脚来脉宽调制调光
4. 通过外分流FET来脉宽调制调光

LM3409是一个阻尼配件。总开关Q1打开，能量从输入传递到输出。当开关电流达到门限峰值时，Q1关闭。然后一个与输出电压成正比的稳定的关闭定时开关，将决定关断时间。通过在0 – 248mV范围内，改变内部峰值感应阈值电流可以进行模拟调光。 如果IADJ引脚悬空，将内部5uA电流源引脚电压偏置至1.24V，这样在248mV下通过检测电阻 RSNS的LED电流就会达到峰值。。 如果把一个电位计从IADJ 接地（GND），5uA电源偏置到RADJ，则产生一个电压，该电压将改变内部电流感应阈值。用同样的方法，IADJ 引脚可以只用一个从0-1.24V的直流电压来驱动，标定从0-248mV的电流感应阈值。

图 5是一个测量LED电流及在IADJ 引脚 到 GND间电位计电阻值的平面图。在非常低的调光幅度下，LED电流到电位计电阻的传递函数几乎是线性的。由于图 4.所示的内部2.5V钳位电压值，使得最大电流限定在1A以内。
LM3409的脉宽调制调光是跟LM3406一样的，除了LM3406使用专用的DIM 引脚，而LM3409用的是EN引脚。EN引脚是逻辑输入，这个逻辑输入用脉宽调制输入信号来打开和关闭主要的FET Q1。LM3409和LM3406唯一的区别是如果EN 引脚的引线足够长，位置较低，则LM3409将完全关闭。用LM3409也可实现并联分流FET调光。

Fig 5.电流和电位器电阻


Fig.7.电流和光通量


Table1列出的优缺点，列出了使用LM3409器件进行混合调光所带来的好处。随着LED照明产业的发展，混合调光法将变得越来越受欢迎。
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表 1.模拟调光和脉宽调制调光的优缺点