8位微控制器（MCU）實(shí)現(xiàn)可以提供必要的構(gòu)建塊，以創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)通信，自定義和智能控制的解決方案。此外，與純模擬或ASIC實(shí)現(xiàn)相比，核心獨(dú)立外圍集成提供了顯著的靈活性，并實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)大照明產(chǎn)品能力并提供產(chǎn)品差異化的創(chuàng)新。諸如預(yù)測(cè)故障和維護(hù)，能量監(jiān)測(cè)，顏色和溫度維護(hù)以及遠(yuǎn)程通信和控制之類的功能只是一些高級(jí)功能，這些功能可以使智能照明解決方案更具吸引力。
　　盡管LED駕駛員比以前的照明解決方案具有許多優(yōu)勢(shì)，但其實(shí)施也存在挑戰(zhàn)。但是不要擔(dān)心，到本文結(jié)尾，您將了解如何使用8位MCU來(lái)減輕設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)并創(chuàng)建具有超出傳統(tǒng)解決方案的功能的高性能開關(guān)模式LED駕駛解決方案?！　∫粋€(gè)8位微控制器可用于獨(dú)立控制多達(dá)四個(gè)LED通道，這是大多數(shù)現(xiàn)成的LED驅(qū)動(dòng)器控制器無(wú)法提供的東西。在圖1中，可以從微控制器中可用的外圍設(shè)備中創(chuàng)建LED調(diào)光引擎。這些引擎中的每一個(gè)都有一個(gè)獨(dú)立的封閉通道，可以控制開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器，而沒(méi)有中央處理單元（CPU）干預(yù)措施。這使CPU可以自由執(zhí)行其他重要任務(wù)，例如監(jiān)督功能，通信或系統(tǒng)中添加的智能。

　　四個(gè)LED字符串的圖由Microchip PIC16F1779控制8位微控制器
　　圖1：由微芯片PIC16F1779控制的四個(gè)LED字符串的圖8位微控制器
　　LED調(diào)光引擎
　　在圖2中，基于當(dāng)前模式增強(qiáng)轉(zhuǎn)換器的LED驅(qū)動(dòng)器由LED調(diào)光引擎控制。該發(fā)動(dòng)機(jī)主要由核心獨(dú)立外圍設(shè)備（CIP）組成，例如互補(bǔ)輸出發(fā)生器（COG），數(shù)字信號(hào)調(diào)制器（DSM），比較器，可編程坡道生成器（PRG），OP AMP（OPA）和脈沖寬度調(diào)節(jié)器3（PWM3）。將這些CIP與其他芯片外圍設(shè)備（例如固定電壓調(diào)節(jié)器（FVR），數(shù)字到Analog轉(zhuǎn)換器（DAC）（DAC）（DAC）和捕獲/比較/PWM（CCP）結(jié)合使用，都可以完成整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。 COG向MOSFET Q1提供了高頻開關(guān)脈沖，以使能量并供應(yīng)電流轉(zhuǎn)移到LED串。 COG輸出的切換周期由CCP和占空比設(shè)置，該值和占空比保持了LED常數(shù)電流，并由比較器輸出決定。每當(dāng)RSENSE1上的電壓超過(guò)PRG模塊的輸出時(shí)，比較器就會(huì)產(chǎn)生輸出脈沖。 PRG的輸入是從反饋電路中的OPA輸出得出的，當(dāng)占空比大于50％時(shí)，將其配置為斜率補(bǔ)償器，以抵消固有的亞諧波振蕩的效果。
　　OPA模塊用具有II型補(bǔ)償器配置的錯(cuò)誤放大器（EA）實(shí)現(xiàn)。 FVR用作DAC輸入，以基于LED常數(shù)電流規(guī)范為OPA非反轉(zhuǎn)輸入提供電壓參考。
　　為了實(shí)現(xiàn)調(diào)光，在驅(qū)動(dòng)MOSFET Q2時(shí)，PWM3用作CCP輸出的調(diào)節(jié)器，以快速循環(huán)LED開關(guān)。通過(guò)DSM模塊使調(diào)制成為可能，并將調(diào)制的輸出信號(hào)饋送到COG。 PWM3提供的脈沖具有可變的占空比，該脈沖控制驅(qū)動(dòng)器的平均電流，并且實(shí)際上控制LED的亮度。
　　LED調(diào)光引擎不僅可以完成典型的LED驅(qū)動(dòng)器控制器的功能，而且還具有解決LED驅(qū)動(dòng)程序構(gòu)成的典型問(wèn)題的功能?，F(xiàn)在，我們將瀏覽這些問(wèn)題，以及如何使用LED調(diào)光引擎來(lái)避免它們。
　　　圖2：LED調(diào)光引擎
　　閃爍
　　閃爍是典型的切換模式可調(diào)光驅(qū)動(dòng)器可能面臨的挑戰(zhàn)之一。雖然閃爍是故意的有趣效果，但是當(dāng)LED無(wú)意中閃爍時(shí)，它可能會(huì)破壞用戶所需的照明設(shè)計(jì)。為了避免閃爍并提供光滑的調(diào)光體驗(yàn)，駕駛員應(yīng)以連續(xù)的流體效果從100％的光線輸出到其低端光水平。由于LED會(huì)立即響應(yīng)當(dāng)前的變化并且沒(méi)有衰減效果，因此駕駛員必須具有足夠的變暗步驟，以使眼睛不會(huì)感知變化。為了滿足此要求，LED調(diào)光引擎采用PWM3來(lái)控制LED的調(diào)光。 PWM3是16位分辨率的PWM，其65536步驟從100％到0％的占空比周期，可確保光滑的照明級(jí)過(guò)渡。
　　LED色溫轉(zhuǎn)移
　　LED驅(qū)動(dòng)器還可以改變LED的色溫。這種顏色變化對(duì)于消費(fèi)者而言可能會(huì)引起人們的注意，并削弱了對(duì)LED高質(zhì)量照明體驗(yàn)的主張。 圖3顯示了典型的PWM LED DIMMing波形。當(dāng)LED關(guān)閉時(shí)，由于輸出電容器的緩慢排放，LED電流會(huì)逐漸減小。此事件可以導(dǎo)致LED的色溫轉(zhuǎn)移和更高的功率耗散?！　ED昏暗波形

　　圖3：LED調(diào)光波形
　　通過(guò)使用負(fù)載開關(guān)可以消除輸出電容器的緩慢排放。例如，在圖2中，電路使用Q2作為負(fù)載開關(guān)，LED調(diào)光引擎同步關(guān)閉COG PWM輸出和Q2，以切斷衰減電流的路徑，并允許LED快速關(guān)閉。
　　電流峰值
　　當(dāng)使用開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，使用反饋電路來(lái)調(diào)節(jié)LED電流。但是，在調(diào)光期間，當(dāng)操作未正確處理時(shí)，反饋電路可以創(chuàng)建電流峰值（見圖3）?；仡檲D2，當(dāng)LED打開時(shí)，將電流傳遞到LED，并且RSENSE2跨的電壓被饋送到EA。當(dāng)LED關(guān)閉時(shí)，沒(méi)有電流傳遞到LED，RSENSE2電壓變?yōu)榱?。在這個(gè)昏暗的停電期間，EA產(chǎn)出增加到其最大值，并為EA補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)充電。當(dāng)調(diào)制的PWM再次打開時(shí)，它需要幾個(gè)周期才能恢復(fù)，而高峰電流則被驅(qū)動(dòng)到LED。當(dāng)前的峰值場(chǎng)景縮短了LED的壽命。
　　為了避免此問(wèn)題，LED調(diào)光引擎允許PWM3用作OPA的覆蓋源。當(dāng)PWM3較低時(shí)，EA的輸出為Tristate，這將補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)與反饋回路完全斷開連接，并將穩(wěn)定反饋的最后點(diǎn)作為補(bǔ)償電容器中存儲(chǔ)的電荷保存。當(dāng)PWM3高并且LED再次打開時(shí)，補(bǔ)償器網(wǎng)絡(luò)會(huì)重新連接，EA輸出電壓立即跳至其先前穩(wěn)定的狀態(tài)（在PWM3較低之前），并幾乎立即恢復(fù)LED電流設(shè)置值。
　　完整的解決方案
　　如前所述，LED調(diào)光發(fā)動(dòng)機(jī)可以以最小至無(wú)CPU干預(yù)的方式運(yùn)行。因此，在卸載將LED驅(qū)動(dòng)程序控制到CIP的所有工作時(shí)，CPU具有重要的帶寬來(lái)執(zhí)行其他重要任務(wù)?？梢酝ㄟ^(guò)處理感知的輸入和輸出電壓來(lái)執(zhí)行保護(hù)功能，例如欠壓鎖定（UVLO），過(guò)壓鎖定（OVLO）和輸出過(guò)電壓保護(hù)（OOVP） 。這樣可以確保LED驅(qū)動(dòng)程序在所需的規(guī)格內(nèi)運(yùn)行，并保護(hù)LED免受異常輸入和輸出條件的保護(hù)。 CPU還可以處理傳感器的熱數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)LED的熱管理。此外，當(dāng)設(shè)置LED驅(qū)動(dòng)器的調(diào)光級(jí)別時(shí)，CPU可以從簡(jiǎn)單的外部開關(guān)或串行通信中的命令中處理觸發(fā)器。同樣，可以通過(guò)串行通信將LED驅(qū)動(dòng)程序的參數(shù)發(fā)送到外部設(shè)備以進(jìn)行監(jiān)視或測(cè)試。
　　除了上述功能外，設(shè)計(jì)師還可以通過(guò)自己的LED應(yīng)用程序（包括Dali或DMX）添加更多的智能，并控制自定義。圖4顯示了使用LED調(diào)光引擎的完整開關(guān)模式可點(diǎn)化LED驅(qū)動(dòng)器解決方案的示例。
　　　　圖4：切換模式可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)程序解決方案
　　結(jié)論
　　LED調(diào)光引擎可用于創(chuàng)建有效的開關(guān)模式可點(diǎn)化LED驅(qū)動(dòng)器。有效性等于其驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED字符串的能力，以提供有效的能源，以確保LED的最佳性能，以保持LED的長(zhǎng)壽并在系統(tǒng)中增加智能。