第一种通过模拟调光功能驱动 LED 的方法是使用可调恒流源。图 2-1 展示了原理图。MOSFET (CSD19536KTT)、放大器 (OPA863A) 和数模转换器 (DAC) (DAC60501) 包含一个可调节的恒流吸收器。LED 电流等于 CSD19536 的 D 极电流，因为 R₁ 和 R₂ 的总和比感应电阻器 (R_S) 大得多。方程式 1 显示了 DAC60501 的输出电压和 LED 电流之间的函数。

其中

• R_S 是检测电阻
• V_DAC 是 DAC 的输出电压
• R₁ 和 R₂ 是分压电阻

MOSFET 在线性范围内运行，可能会消耗大量功率，从而导致系统效率较低。要解决该问题，设计人员需要使用另一个 DAC60501 来调节降压稳压器 (TLVM13610) 的输出电压，使 MOSFET 保持线性模式运行，但要关闭导通模式（比导通压降大约高 100mV 至 200mV）。在这些条件下，设计人员能够以低功耗保持系统高效率，从而实现低温升。方程式 2 展示了降压稳压器的输出电压与 DAC60501 的输出电压之间的函数。

其中

• R_T 是顶部电阻
• R_B 是底部电阻
• R_C 是与 DAC 串联的电阻
• V_REF 是降压稳压器的基准电压
• V_DAC 是 DAC 输出电压

图 2-1 使用可调恒流吸收器实现 LED 模拟调光

有时，LED 电流非常大，DAC 只能使用部分范围。例如，假设最大 LED 电流为 20A，检测电阻为 20mΩ。检测电压则为 0.4V，设计人员需要使用 8W 检测电阻。这会导致 DAC 的最大输出为 0.4V；因此，DAC 只能使用部分范围，从而导致分辨率较低。第二个问题是检测电阻的功耗较大，并且封装尺寸较大。

要解决大电流 LED 应用中的这两个问题，请考虑进行以下更改：

• 使用较小的检测电阻（例如 2mΩ 的较小电阻值），功耗将变为 0.8W，最大检测电压为 0.04V。
• 要扩展 DAC 输出范围，插入一个增益为 100 的电流检测放大器（例如 INA241A）（请参阅 图 2-2）。这会将 DAC 输出从 0.04V 扩展到 4V 并提高系统分辨率，因为 INA241A 是一款失调电压为 10μV 的精密电流检测放大器，是该应用的理想选择。
• 使用 MSPM0L1228 作为控制器来配置两个 DAC60501 器件，使其具有 SPI 或 IIC 接口
• 使用具有最大 40A 输出电流的 TPS548D26 降压稳压器。

通过上文提到的方案，设计人员可以轻松获得具有 DAC 输出电压的 LED 电流，如 方程式 3 所示。

其中

• G_INA241A 是 INA241 的增益
• R_S 是检测电阻
• R₁ 和 R₂ 是分压电阻

图 2-2 大电流 LED 模拟调光

此设计受益于以下事实：可以使用模拟方法或在 PWM 模式下降低 LED 亮度。在模拟调光模式下，此设计具有优异的线性度。在 PWM 调光模式下，如果设计人员用高速放大器和高速 DAC 替换 OPA863A，则可以通过高 PWM 频率将该设计调光到若干 MHz。实际上，该方案可以生成任何所需的 LED 驱动电流波形。缺点包括成本增加和 PCB 占用空间较大。