建筑照明应用的智慧LED控制方案(图)[1]

　　随着led在发光性能、成本等几乎各个方面的改进，LED的应用范围越来越广，但在各应用领域的渗透率高低不一。如可寻址标誌和建筑物照明这样的商业应用领域中，LED凭藉在色彩、总体拥有成本、工作寿命、可靠性和便利性方面的优势，应用非常广泛。如在建筑物装饰照明应用中，使用LED可在建筑物外墙上营造出丰富的色彩，以及更能彰显建筑物的结构。在行动标誌应用中，还可以即时更新交通屏幕、视讯图像及看板上的资讯。

　　安森美半导体身为应用于高能效电子产品的首要高性能硅方案供应商，针对各种LED应用提供宽范围的LED驱动器方案，其中就包括用于可寻址标誌和建筑物装饰照明两类常见应用的系列线性驱动器(详见下表)。这些驱动器能够精确地稳定LED电流，并包含可程序介面，利于软体控制。本文将以CAT4008、CAT4103和CAT9552为例，分别阐述其主要功能和基本工作原理，便于工程师的选型设计。

　　针对LED看板等应用的恆流汲入型LED驱动器

　　诸如看板标誌、滚动横幅、智慧车辆标誌和体育计分板等LED应用需要采用多颗LED，通常包含多串LED，要求LED驱动方案提供恆定的光输出，不同通道间的电流匹配精度要高，要提供易用的介面来控制不同LED通道，并且要具备可靠的保护功能。安森美半导体针对此类应用的方案包括CAT4008和CAT4106等恆流LED汲入型驱动器，其中前者支持8通道，后者支持16通道。

　　以CAT4008为例，典型LED通道匹配精度达±1.5%，且LED通道能够在输出电压低至0.4V(当LED电流为2~100 mA时)时保持稳流状态，在应用设计中可以此实现更高的电源效率。图1左侧显示的是CAT4008的方块图，不同引脚的详细功能说明参见参考资料[1]。此元件使用8路紧密匹配的汲电流来对每个通道的LED电流进行稳流，而外部电阻RSET用于将LED通道电流设定为RSET电流的约51倍。由于每个通道包含独立电流感测电路，故CAT4008能够为所有通道都提供紧密的稳流。在大多数电流和电源电压条件下LED通道的最大压降为0.4 V，帮助改善散热及提升LED驱动器能效。上电时，欠压锁定电路清除所有閂锁及移位寄存器资讯，并将所有输出设置为关闭。一旦达到欠压锁定閾值，就可以设定元件。驱动器将每个连续LED输出通道的啟动时间各延迟17奈秒(典型值)，即LED2相对LED1延迟17奈秒，LED3相对LED1延迟34奈秒，并依次类推。延迟在閂锁(LATCH)引脚啟动时引入，从而将LED电源上的浪涌电流降至最低，从而能够使用更小的旁路电容。

　　速度高达25MHz的高速、四线(4-Wire)串行介面通过移位寄存器和锁存架构控制8通道中的每一个LED通道。串行资料输出引脚允许多个元件通过同一个串行介面串联使用。CAT4008还有输出关闭引脚，该引脚可被用来关闭所有LED通道，而不必依赖串口发送资料。此外，CAT4008还具备热保护功能，在芯片温度超过许可限度时关闭LED输出。

图1：安森美半导体8通道恆流LED汲入型驱动器CAT4008方块图及应用示例。