長(cháng)運通光電：用MCU實(shí)現高柔韌性的線(xiàn)性調光技術(shù)

現在，越來(lái)越多燈具需要使用到數字化接口的調光，如一體化紅外接收頭，手機藍牙無(wú)線(xiàn)調光，光敏電路自適應反饋調光，智慧型家居的統一調光等等。它的好處是，通過(guò)數字信號或模擬AD采樣，實(shí)現了高度柔韌性的調光控制能力。而使用MCU能夠輕易地達到這一點(diǎn)，并可以強化“調光”和“控制”這兩個(gè)特性，提高人機操作的極致體驗。以下，我們著(zhù)重介紹一個(gè)低成本但極有效的8bit MCU調光控制方案。

LED是一個(gè)電流型受驅器件，常規的線(xiàn)性限流調光驅動(dòng)如圖1：

從圖1可以看出，要進(jìn)行調光，我們可以通過(guò)改變R值和Vref的值。但改變R值并非是容易的，因為我們還得考慮這個(gè)精密電阻的封裝，耗散功率等內容。而通過(guò)改變Vref值，是行業(yè)的普遍做法。

要實(shí)現較高柔韌性的線(xiàn)性調光，我們可以通過(guò)使用一個(gè)8bit的類(lèi)8051單片機實(shí)現，如國內的STC系列單片機，它內建了高速PWM發(fā)生器，可以在低成本的應用要求下，輕易地實(shí)現D/A（數轉模）的功能，從而達到調光的目的。

如圖2，通過(guò)使用STC具備8bit PWM功能輸出的P3.7引腳，和外圍一個(gè)簡(jiǎn)易的D/A耦合電路，即可以產(chǎn)生一個(gè)平穩、穩定、精確的Vref輸出。（請確保PWM頻率在10kHz以上即可）。

藉此，我們能很輕易實(shí)現255檔調光設置。我們只需要設定在Vref最大時(shí)，即Vref=Vcc=5V（單片機默認電壓），LED陣列能接受的最大電流。譬如，針對某個(gè)HV-LED串聯(lián)陣列，我們假定最大工作電流為20mA；那么，圖1中的預設電阻應該為R=5.0V/0.02A=250Ω，可計算得電阻R的耗散功率Pd=5.0V2/250Ω=0.1w（max），因此我們可以選擇一個(gè)1206封裝的1%電阻器即可。

同理，如果要LED陣列在0mA~50mA調光，那么，預設電阻R=5.0V/0.05A=100Ω，電阻的Pd（max)=5.0V2/100Ω=0.25w，同樣應該選擇一個(gè)1%，1206封裝的電阻器。

上述通過(guò)PWM信號實(shí)現了精確的數模轉換（DAC），獲得了高精度的Vref輸出。特別地，當采用一個(gè)8bit的單片機時(shí)，對LED調光驅動(dòng)來(lái)說(shuō)，能夠最多產(chǎn)生255檔位（2的8次方）的亮度變化，每檔步進(jìn)為Vstep=5.0V/255≈0.02V，每檔步進(jìn)電流為Istep=0.02V/250Ω=80uA。這個(gè)步進(jìn)的電流足以滿(mǎn)足常規LED調光的所有要求。

實(shí)驗證明，該批量一致性的精度非常高，即使是超低亮度時(shí)（如最低的80uA亮度時(shí)），其驅動(dòng)電流精度和亮度的一致性都要大大優(yōu)于采用傳統“基準--分壓電路—Vref”所達到的效果?，F在，這個(gè)電路更是可以作為一個(gè)經(jīng)典的模塊來(lái)引用，可以通過(guò)連接紅外一體接收頭，藍牙模塊，光敏自適應反饋電路中，即可以?xún)戎玫饺魏涡枰獢底挚刂普{光的場(chǎng)合之中！

長(cháng)運通光電全新開(kāi)發(fā)的調光調色筒燈、聲控燈管、光控燈管、模擬旋鈕調光筒燈、全數字觸控控制的調光筒燈，其驅動(dòng)內核正是利用了PWM-DAC的線(xiàn)性驅動(dòng)技術(shù)，具備高精度的特性；批量驅動(dòng)電流一致性達到±0.4%（8bit單片機控制）、±0.1%（10bit單片機控制）。