6 采用運(yùn)算放大器的調(diào)光解決方案

有些應(yīng)用需要調(diào)節(jié) LED 亮度。在安防攝像頭中，需要通過(guò)改變電流來(lái)對(duì) LED 進(jìn)行調(diào)光，避免在使用 PWM 調(diào)光時(shí)可能出現(xiàn)的滾動(dòng)快門效應(yīng)。否則，攝像頭會(huì)捕捉到閃爍。為此，該解決方案通過(guò)來(lái)自 MCU 或處理器的信號(hào)控制通過(guò) LED 的電流。一種常用的方法是使用基準(zhǔn)電壓來(lái)控制 LED 電流以實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。下面是一個(gè)使用 TPS63xxx 器件的原理圖。

圖 6-1 采用運(yùn)算放大器的調(diào)光解決方案

Equation9.

Equation10.

較大的感測(cè)電壓可提供更好的信噪比。但是，功率損耗也會(huì)更大。這兩個(gè)方面必須一起考慮并相互妥協(xié)。

在某些情況下，系統(tǒng)需要更精確地控制 LED 電流以提供更小的電流。此時(shí)需要更大的增益或更大的感測(cè)電阻來(lái)滿足這一要求。更大的增益會(huì)導(dǎo)致放大器的失調(diào)電壓和偏置電流產(chǎn)生較大的偏置失調(diào)。一個(gè)缺點(diǎn)是，較大的 R_sense 會(huì)增加損耗并降低效率。

在這種情況下，本應(yīng)用報(bào)告推薦使用 圖 6-2 所示的電路。該電路是從先前的解決方案衍生出來(lái)的，并有一點(diǎn)小的變化。不同之處在于將 R5 連接到運(yùn)算放大器的正輸入端。在這種情況下，V_REF 的增加會(huì)降低 I_LED。對(duì)于該電路，增益會(huì)大幅降低。當(dāng)電流較小時(shí)，無(wú)需僅放大 V_sense 來(lái)達(dá)到目標(biāo) V_FB，因?yàn)?V_REF 有助于提升電壓。

圖 6-2 另一種采用運(yùn)算放大器的調(diào)光解決方案

計(jì)算方法類似于前一種解決方案。如果 R3 = R1||R5 且 R2 = R4，則：

Equation11.

Equation12.

兩個(gè)電路都表現(xiàn)出了高效率，但第二種解決方案的效率略高。兩者都能通過(guò)簡(jiǎn)單的電路設(shè)計(jì)和計(jì)算實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)光。兩者都能很好地控制 LED 的電流，因此即使其中一個(gè)串聯(lián)的 LED 短路，它們也能正常工作。與僅調(diào)整 LED 占空比但保持 V_out 固定的非連續(xù)電流調(diào)光解決方案相比，這是另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

此外，對(duì)于最后一種調(diào)光解決方案，零 V_REF 會(huì)引起最大的 LED 電流。可能有必要在系統(tǒng)中考慮這一點(diǎn)，因?yàn)檫@可能導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)增加。