如何设计三通道LED驱动器

如图7所示，当栅极Q1的逻辑电平为高时，栅极Q3通过分压器打开；栅极Q4短接至VIN将关闭栅极Q3。当栅极Q1的逻辑电平为低时，分压器中无电流通过，将栅极Q2连接至VIN，此时栅极Q4短接至地面，并打开PFET。这样，输入为高时，开关关闭，输入为低时，开关打开，这就说明了EZ-Color器件内置比较器的输出为什么会出现反相区。只要输入电压不超过晶体管Q2与Q4的VGS(MAX)值，如图7所示的电平转换电路就能正常工作。如果我们从VIN到源极Q2之间增加齐纳二极管与电容器，再在齐纳二极管的阳极至接地之间采用偏置电路，那么该电路就可适用于较大的输入范围。

图7：电平转换器详图。

利用软件工具实现更简化的解决方案

图8：单通道的模拟模块布局。

磁滞降压转换器要采用EZ-Color，需要将用户模块嵌入到PSoCDesigner中，以便在芯片的模拟段与数字段之间进行切换。如图8所示，比较器用户模块放在连续时间模块中，9位DAC放在两个开关电容模拟块间，提供其负输入。比较器的正输入通过4:1的多路复用器路由，输出路由至比较器数字总线，再经过反相，抵消电平转换器电路的反相区(如图8所示)。比较器数字总线发送数字信号至芯片的数字段，也是数字信号走线的地方(如图9所示)。

图9：单通道的数字模块布局。

以上各图显示了如何配置EZ-Color模拟与数字模块，以实施降压转换器。COMP_BUF模块路由比较器总线到数字段，随后它可路由到电源电路系统，不过不是直接路由到控制电路，而是与16位PWM数字模块的输出做AND操作，从而实现调光功能。图8和图9中的3个位置样本可放置在CY8CLED16部件上，从而实现3通道可调光输出的复合系统。

利用3个降压转换器，每个通道都能通过高精度照明信号调制(PrISM)调光，或利用PWM，我们就能控制3通道LED系统的色彩。用8位微控制器完成色彩混合相当复杂，不过有些集成电路公司尝试了这种做法并取得了成功。PSoCExpress等软件工具具备预编写、预验证的色彩混合代码，使开发照明设计变得极其简单。PSoCExpress是一款支持用户界面功能的设计创建工具，也支持系统外设编码，可以通过拖放实现工作，并在GUI环境中连接至驱动程序。所生成的项目文件兼容于所有赛普拉斯的EZ-Color器件。

应该采用哪种调光分辨率？

您可能已经注意到了，本项目中采用了16位分辨率调光，之所以这样做，是因为在光照强度较低的情况下，我们需要16位来维持高精度的色彩控制。如果强度为100%，那么精确匹配就仅需要8位的分辨率，如强度为1%，则分辨率应为14.6位。EZ-Color中，16位分辨率的PWM调光频率为732Hz，远远高于肉眼所能看到的频率。PWM模块时钟频率设定为48MHz，就能获得这种调光频率。

本文小结

我们采用赛普拉斯的EZ-Color等混合信号微控制器控制LED照明系统，因为这种微控制器集成了ASIC实施所需的大部分功能。通过采用磁滞降压转换器，EZ-Color能提供低成本的SMPS拓扑，可用恒定电流驱动LED。集成式混合信号解决方案非常适合照明设计，不仅能降低元件成本，而且还能缩短设计周期。赛普拉斯的EZ-Color集成了SMPS控制、智能化色彩混合功能与DMX512接口，使其成为多种LED照明应用设计的便捷选择。