可编程LED驱动器简单的方法教学

数模转换器(DAC)(在本例中为ADI公司的AD5686)的三个输出电压中的每一个都控制一个电压-电流转换器级，在每一级的负载路径中放置独立的LED，用于每个LED通道。所有三个转换器级均由运算放大器(运放)ADA4500-2并连接一个用来控制LED电流的MOSFET实现。理论上，这个LED电流可以高达几安培，具体取决于电压源(VS)和负载电阻，在本电路中为2 Ω。因此，选择合适的MOSFET非常重要。

DAC输出电压的质量很大程度上取决于基准电压源VREF。应使用高质量的基准电压源。ADR4520就是这样一个例子，如图1所示。它具有极低的噪声、超高的长期精度和出色的温度稳定性。

由于ADA4500-2的内部设计，典型的轨到轨放大器具有一定的非线性和交越失真。它们的输入级由两个并联的差分晶体管组成：PNP级(Q1和Q2)和NPN级(Q3和Q4)，如图2所示。

图1.用于控制三个独立LED的LED驱动器的简化原理图。

图2.运算放大器中的轨到轨双极晶体管输入级简化版。

根据所施加的共模电压，两组输入对产生不同的失调电压和偏置电流。如果共模电压施加到放大器输入端，与正或负电源电压(VS)相差小于0.7 V，则只会激活两个输入级中的一个。那么，仅会出现对应于有效级的误差(失调电压和偏置电流)。如果电压升至0.8 V，则两个输入级都将激活。在这种情况下，失调电压可能突然改变，导致所谓的交越失真和非线性。

相比之下，ADA4500-2具有集成的输入端电荷泵，无需第二个差分对即可覆盖轨到轨输入范围，从而避免了交越失真。ADA4500-2的其他优势还包括低失调、低偏置电流和低噪声分量。

在这类电路中，必须注意负载/电流路径中由LED连线产生的电感。导线通常为数米长，如果没有提供正确的补偿，可能会导致异常的振荡。此电路中的补偿通过反馈路径实现，它将由分流电阻测量的电流返回到运算放大器的输入。应根据产生的电感调整ADA4500-2上现有的电阻和电容电路。