8位微控制器（MCU）实现可以提供必要的构建块，以创建实现通信，自定义和智能控制的解决方案。此外，与纯模拟或ASIC实现相比，独立外围集成提供了显着的灵活性，并实现了扩大照明产品能力并提供产品差异化的创新。诸如预测故障和维护，能量监测，颜色和温度维护以及远程通信和控制之类的功能只是一些功能，这些功能可以使智能照明解决方案更具吸引力。
　　尽管LED驾驶员比以前的照明解决方案具有许多优势，但其实施也存在挑战。但是不要担心，到本文结尾，您将了解如何使用8位MCU来减轻设计挑战并创建具有超出传统解决方案的功能的高性能开关模式LED驾驶解决方案。

　　一个8位微控制器可用于独立控制多达四个LED通道，这是大多数现成的LED驱动器控制器无法提供的东西。在图1中，可以从微控制器中可用的外围设备中创建LED调光引擎。这些引擎中的每一个都有一个独立的封闭通道，可以控制开关模式电源转换器，而没有中央处理单元（CPU）干预措施。这使CPU可以自由执行其他重要任务，例如监督功能，通信或系统中添加的智能。

　　四个LED字符串的图由Microchip PIC16F1779控制8位微控制器
　　图1：由微芯片PIC16F1779控制的四个LED字符串的图8位微控制器
　　LED调光引擎
　　在图2中，基于当前模式增强转换器的LED驱动器由LED调光引擎控制。该发动机主要由独立外围设备（CIP）组成，例如互补输出发生器（COG），数字信号调制器（DSM），比较器，可编程坡道生成器（PRG），OP AMP（OPA）和脉冲宽度调节器3（PWM3）。将这些CIP与其他芯片外围设备（例如固定电压调节器（FVR），数字到Analog转换器（DAC）（DAC）（DAC）和捕获/比较/PWM（CCP）结合使用，都可以完成整个发动机。 COG向MOSFET Q1提供了高频开关脉冲，以使能量并供应电流转移到LED串。 COG输出的切换周期由CCP和占空比设置，该值和占空比保持了LED常数电流，并由比较器输出决定。每当RSENSE1上的电压超过PRG模块的输出时，比较器就会产生输出脉冲。 PRG的输入是从反馈电路中的OPA输出得出的，当占空比大于50％时，将其配置为斜率补偿器，以抵消固有的亚谐波振荡的效果。
　　OPA模块用具有II型补偿器配置的错误放大器（EA）实现。 FVR用作DAC输入，以基于LED常数电流规范为OPA非反转输入提供电压参考。
　　为了实现调光，在驱动MOSFET Q2时，PWM3用作CCP输出的调节器，以快速循环LED开关。通过DSM模块使调制成为可能，并将调制的输出信号馈送到COG。 PWM3提供的脉冲具有可变的占空比，该脉冲控制驱动器的平均电流，并且实际上控制LED的亮度。
　　LED调光引擎不仅可以完成典型的LED驱动器控制器的功能，而且还具有解决LED驱动程序构成的典型问题的功能。现在，我们将浏览这些问题，以及如何使用LED调光引擎来避免它们。
　　　图2：LED调光引擎
　　闪烁
　　闪烁是典型的切换模式可调光驱动器可能面临的挑战之一。虽然闪烁是故意的有趣效果，但是当LED无意中闪烁时，它可能会破坏用户所需的照明设计。为了避免闪烁并提供光滑的调光体验，驾驶员应以连续的流体效果从100％的光线输出到其低端光水平。由于LED会立即响应当前的变化并且没有衰减效果，因此驾驶员必须具有足够的变暗步骤，以使眼睛不会感知变化。为了满足此要求，LED调光引擎采用PWM3来控制LED的调光。 PWM3是16位分辨率的PWM，其65536步骤从100％到0％的占空比周期，可确保光滑的照明级过渡。
　　LED色温转移
　　LED驱动器还可以改变LED的色温。这种颜色变化对于消费者而言可能会引起人们的注意，并削弱了对LED高质量照明体验的主张。 图3显示了典型的PWM LED DIMMing波形。当LED关闭时，由于输出电容器的缓慢排放，LED电流会逐渐减小。此事件可以导致LED的色温转移和更高的功率耗散。

　　LED昏暗波形

　　图3：LED调光波形
　　通过使用负载开关可以消除输出电容器的缓慢排放。例如，在图2中，电路使用Q2作为负载开关，LED调光引擎同步关闭COG PWM输出和Q2，以切断衰减电流的路径，并允许LED快速关闭。
　　电流峰值
　　当使用开关模式电源转换器驱动LED时，使用反馈电路来调节LED电流。但是，在调光期间，当操作未正确处理时，反馈电路可以创建电流峰值（见图3）。回顾图2，当LED打开时，将电流传递到LED，并且RSENSE2跨的电压被馈送到EA。当LED关闭时，没有电流传递到LED，RSENSE2电压变为零。在这个昏暗的停电期间，EA产出增加到其值，并为EA补偿网络充电。当调制的PWM再次打开时，它需要几个周期才能恢复，而高峰电流则被驱动到LED。当前的峰值场景缩短了LED的寿命。
　　为了避免此问题，LED调光引擎允许PWM3用作OPA的覆盖源。当PWM3较低时，EA的输出为Tristate，这将补偿网络与反馈回路完全断开连接，并将稳定反馈的点作为补偿电容器中存储的电荷保存。当PWM3高并且LED再次打开时，补偿器网络会重新连接，EA输出电压立即跳至其先前稳定的状态（在PWM3较低之前），并几乎立即恢复LED电流设置值。
　　完整的解决方案
　　如前所述，LED调光发动机可以以至无CPU干预的方式运行。因此，在卸载将LED驱动程序控制到CIP的所有工作时，CPU具有重要的带宽来执行其他重要任务。可以通过处理感知的输入和输出电压来执行保护功能，例如欠压锁定（UVLO），过压锁定（OVLO）和输出过电压保护（OOVP） 。这样可以确保LED驱动程序在所需的规格内运行，并保护LED免受异常输入和输出条件的保护。 CPU还可以处理传感器的热数据以实现LED的热管理。此外，当设置LED驱动器的调光级别时，CPU可以从简单的外部开关或串行通信中的命令中处理触发器。同样，可以通过串行通信将LED驱动程序的参数发送到外部设备以进行监视或测试。
　　除了上述功能外，设计师还可以通过自己的LED应用程序（包括Dali或DMX）添加更多的智能，并控制自定义。图4显示了使用LED调光引擎的完整开关模式可点化LED驱动器解决方案的示例。
　　　　图4：切换模式可调光LED驱动程序解决方案
　　结论
　　LED调光引擎可用于创建有效的开关模式可点化LED驱动器。有效性等于其驱动多个LED字符串的能力，以提供有效的能源，以确保LED的性能，以保持LED的长寿并在系统中增加智能。