本應用筆記概述了調節LED背光驅動器設備電流的兩種不同方法，并詳細討論了使用MAX25510和MAX25511的情況，這兩款器件支持兩種方法結合使用。

簡介

本應用筆記介紹了對背光高亮度LED驅動器施加調光信號的不同方法。具體而言， MAX25510 和 MAX25511 是獨立的峰值電流模式控制LED驅動器，可驅動多達四個LED燈串；四個集成電流輸出各自具有高達120mA的灌電流能力，并且LED電流值可通過真正的脈寬調制(PWM)調光、模擬調光或兩者的組合（即混合調光）進行連續調節。

MAX25510和MAX25511的典型應用電路如圖1所示。

真正的PWM和模擬調光功能可通過向上述器件的DIM和ADIM引腳分別注入具有適當頻率和所需占空比的方波信號來激活。混合調光表示結合使用前兩種方法，有助于減少電磁干擾(EMI)，提高調光比，并降低應用中的音頻噪聲。

下文簡要介紹了PWM調光、模擬調光和混合調光的優缺點

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圖1.典型的MAX25510-MAX25511應用電路（升壓拓撲）。

真正的PWM調光

真正的PWM調光會強制LED按照調光信號的程控頻率和占空比來點亮和熄滅。由于LED的峰值電流在整個調光范圍內保持恒定，因此沒有色溫的變化，而且可以實現非常低的最低亮度水平，而不會造成光輸出量的巨大誤差。

這種方法在高亮度狀態下效果較差，因為當LED電流開啟時，電路中的電阻元件會產生較高的傳導損耗，從而影響效率與負載電流的關系。此外，如果使用陶瓷電容，會在輸出端產生相當大的開關噪聲；如果PWM信號的頻率在可聽范圍內，這樣會產生聲學噪聲（請參閱 應用筆記7060：如何降低MAX20444應用中與PWM相關的聲學噪聲 ，了解減少音頻噪聲的方法）。

MAX25510和MAX25511會跟蹤DIM引腳上的外部PWM調光輸入，并可提供最小導通時間為300ns的輸出脈沖。PWM調光頻率可以在100Hz到對調光比沒有太大影響的值范圍內。

模擬調光

模擬PWM調光涉及到獲取PWM輸入并將其轉換為模擬控制信號。LED峰值電流值會按照一定因數線性降低，具體因數取決于所施加信號的占空比。

從減少噪聲的角度來看，這種調光方法是有益的，因為LED電流始終是連續的，并且消除了因輸出陶瓷電容在高亮度下的振動而產生聲學噪聲的任何可能性。由于傳導損耗較低，在較低的亮度水平下，效率與負載電流的關系會得到改善。

另一方面，當LED采用純電流控制時，其最小亮度水平受到LED非線性的限制。因此，如果不降低分辨率，就無法提供非常小的電流值。

MAX25510和MAX25511通過在ADIM引腳處接收具有可變占空比的方波信號（10kHz–100kHz頻率范圍），來實現上述模擬調光功能。圖2顯示了ADIM設置和LED電流之間的關系（0%占空比對應于最大LED電流）。ADIM信號會在內部轉換為一個8位字，后者可轉換為256個亮度等級。

圖2.MAX25510和MAX25511上的模擬調光操作。

混合調光

混合調光通過將LED電流控制分為兩部分，將模擬調光和PWM調光的優勢結合在一起。具體來說，混合調光的優勢如下：

由于PWM調光時電流振幅較小，因此EMI較低

使用陶瓷輸出電容時，音頻噪音更低

調光比更高

在高亮度區域，LED電流在最大顯示亮度水平和預先設定的電流閾值之間呈線性變化。低于此閾值時，PWM調光允許在調制信號占空比以控制亮度的同時，保持相同的預設峰值電流。

圖3顯示了應用于MAX25510和MAX25511的通用混合調光案例。當最大LED電流以“X”的因數減少，并且模擬調光占空比相應地以“100*（X-1）/X”的因數增加時，便會從模擬調光轉換到PWM調光。在轉換之前，PWM調光的占空比保持在100%，而在轉換之后，它可以在100%和0%之間任意取值。

圖3.MAX25510和MAX25511上的混合調光操作。

通過同時使用DIM和ADIM輸入可以在MAX25510和MAX25511上實現混合調光。需要兩個不同的PWM信號：一個控制標準的PWM調光（連接到DIM引腳），另一個連接到ADIM引腳，用于將LED峰值電流設置為0%到100%。

下面的用例中通過一個安裝了MAX25511 IC的MAX25512 EV套件展示了混合調光操作。通過向ADIM引腳施加占空比為0%至67%的10kHz方波信號，同時在DIM引腳上施加保持1kHz、100%占空比的方波信號，將每串100mA的最大LED電流線性降至33mA。當達到33mA斷點水平時，DIM上信號的占空比降低，以通過PWM調光控制LED亮度。

圖4顯示了MAX25511的工作電路和實際的外部元件值。該器件配置為禁用移相功能。

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圖4.用于混合調光測試的MAX25511工作電路（升壓拓撲結構）。

以下示波器截圖（圖5至圖8）中展示了在評估套件上進行的基準平臺測試結果，其中顯示了模擬調光和PWM調光之間切換過程的不同階段。

圖6.MAX25511 – ADIM占空比 = 67%，DIM占空比 = 100%且ILED_total = 132mA。

圖7.MAX25511 – ADIM占空比 = 67%，DIM占空比 = 90%且ILED_total（峰值）= 132mA。

圖8.MAX25511 – ADIM占空比 = 67%，DIM占空比 = 10%且ILED_total（峰值）= 132mA。

表1總結了先前用例中ADIM和DIM設置導致的相對LED亮度變化。

表1.MAX25511上ADIM和DIM設置之間斷點后的相對LED亮度變化。

表2給出了相對亮度以及LED總電流和相關ADIM和DIM設置的更多示例。

表2.MAX25511在不同ISET電流下的ADIM/DIM設置和相關LED亮度。

結論

本應用筆記旨在概述背光LED驅動器中使用的三大類PWM調光，并介紹MAX25510和MAX25511如何通過在專用引腳上施加真正的PWM調光信號和模擬調光信號來控制LED電流。通過利用這種架構，可以混合使用兩種調光方法，從而實現混合調光。

審核編輯：郭婷