6 采用运算放大器的调光解决方案

有些应用需要调节 LED 亮度。在安防摄像头中，需要通过改变电流来对 LED 进行调光，避免在使用 PWM 调光时可能出现的滚动快门效应。否则，摄像头会捕捉到闪烁。为此，该解决方案通过来自 MCU 或处理器的信号控制通过 LED 的电流。一种常用的方法是使用基准电压来控制 LED 电流以实现调光功能。下面是一个使用 TPS63xxx 器件的原理图。

图 6-1 采用运算放大器的调光解决方案

Equation9.

Equation10.

较大的感测电压可提供更好的信噪比。但是，功率损耗也会更大。这两个方面必须一起考虑并相互妥协。

在某些情况下，系统需要更精确地控制 LED 电流以提供更小的电流。此时需要更大的增益或更大的感测电阻来满足这一要求。更大的增益会导致放大器的失调电压和偏置电流产生较大的偏置失调。一个缺点是，较大的 R_sense 会增加损耗并降低效率。

在这种情况下，本应用报告推荐使用 图 6-2 所示的电路。该电路是从先前的解决方案衍生出来的，并有一点小的变化。不同之处在于将 R5 连接到运算放大器的正输入端。在这种情况下，V_REF 的增加会降低 I_LED。对于该电路，增益会大幅降低。当电流较小时，无需仅放大 V_sense 来达到目标 V_FB，因为 V_REF 有助于提升电压。

图 6-2 另一种采用运算放大器的调光解决方案

计算方法类似于前一种解决方案。如果 R3 = R1||R5 且 R2 = R4，则：

Equation11.

Equation12.

两个电路都表现出了高效率，但第二种解决方案的效率略高。两者都能通过简单的电路设计和计算实现模拟调光。两者都能很好地控制 LED 的电流，因此即使其中一个串联的 LED 短路，它们也能正常工作。与仅调整 LED 占空比但保持 V_out 固定的非连续电流调光解决方案相比，这是另一个优点。

此外，对于最后一种调光解决方案，零 V_REF 会引起最大的 LED 电流。可能有必要在系统中考虑这一点，因为这可能导致风险增加。