隨著LED燈珠技術(shù)的發(fā)展，相較于傳統(tǒng)的模擬調(diào)光技術(shù)，數(shù)字調(diào)光技術(shù)在近幾年得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。現(xiàn)如今在燈具市場(chǎng)里有成千上萬(wàn)種調(diào)光產(chǎn)品可供選擇，在調(diào)光驅(qū)動(dòng)選擇上我們需要考慮到這些要素：調(diào)光平滑度，調(diào)光深度，在調(diào)光過(guò)程中是否有可感知的頻閃和紋波。
為了達(dá)到調(diào)光輸出的超細(xì)平滑度，首先得了解每個(gè)調(diào)光等級(jí)之間的差別。
在每個(gè)調(diào)光等級(jí)間，如果差別越小，則調(diào)光越平滑。這樣就能在整個(gè)調(diào)光過(guò)程中實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)光，如下圖所示。
以客戶實(shí)測(cè)場(chǎng)景為例
本文案例是一個(gè)客戶需要快速測(cè)量PWM調(diào)光時(shí)的輸出電流線性度和平滑度，進(jìn)而再進(jìn)積分球測(cè)試亮度線性度。被測(cè)器件是一款集成度極高，具備恒壓或恒流輸出的雙模式BUCK和無(wú)極性接入的載波二總線芯片。同時(shí)客戶又擔(dān)心這種具備總線功能的調(diào)光芯片，在總線通訊時(shí)會(huì)不會(huì)對(duì)LED調(diào)光產(chǎn)生影響。而Buck部分高達(dá)1MHz的開關(guān)頻率，同時(shí)又為電流測(cè)量帶來(lái)了不小的挑戰(zhàn)。本文選擇使用了TCP0030A探頭，此探頭可以達(dá)到120MHz帶寬，對(duì)于高速電流信號(hào)的測(cè)量非常合適。
下面我們就帶著這些問(wèn)題，一起進(jìn)入測(cè)試和驗(yàn)證！
測(cè)試目的
■ 使用AFG31252產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行PWM調(diào)光，使用數(shù)字萬(wàn)用表DMM6500掃描輸出電流線性度。
■ 使用電流探頭測(cè)量電感電流，查看在調(diào)光時(shí)候是否電感飽和，以選擇適合的電感。
■ 觀測(cè)在總線通訊時(shí)，對(duì)調(diào)光是否產(chǎn)生影響，是否造成LED閃爍。
搭建完畢的測(cè)試環(huán)境
測(cè)試思路
我們先對(duì)問(wèn)題1進(jìn)行測(cè)試
使用AFG生成PWM調(diào)整占空比，此處沒(méi)有把萬(wàn)用表串入回路，而是用DM6500測(cè)量檢流電阻電壓，計(jì)算出燈串電流平均值。由此可以獲得如下圖表：
就此看來(lái)，全占空比調(diào)光范圍內(nèi)，線性度還是極好的。在每個(gè)AFG驅(qū)動(dòng)的PWM周期，SW都可以快速的響應(yīng)，電流達(dá)到預(yù)設(shè)值無(wú)過(guò)充。
我們進(jìn)而驗(yàn)證下在總線通訊時(shí)，LED電流是否會(huì)受到影響。得益于TCP0030A具有120MHz的速度，我們可以觀察到可能存在的、非常細(xì)小的電流噪音。這對(duì)于查找一些莫名其妙的LED閃爍，微亮等異?，F(xiàn)象，提供了非常清晰的測(cè)量支持。
其實(shí)從上圖中就能看到，在調(diào)光PWM信號(hào)的關(guān)周期時(shí)，總線上的載波波形，并沒(méi)有在LED電流上產(chǎn)生任何尖峰。我們?cè)倏匆幌略贓N開周期時(shí)的情況。
可見(jiàn)，在總線通訊波形快速變化時(shí)，燈串電流依然沒(méi)有任何的毛刺或者上下過(guò)沖。
我們?cè)侔央娏魈筋^換到電感上，對(duì)電感電流進(jìn)行一下觀測(cè)。
可見(jiàn)電流在開周期時(shí)候最高達(dá)到約900mA，得益于TBS2000B示波器高達(dá)20M的存儲(chǔ)深度，ZOOM后波形依然非常清晰，可見(jiàn)目前所選電感未出現(xiàn)電流翹尾的飽和現(xiàn)象。當(dāng)然，想要更仔細(xì)的評(píng)估電感的可用度，還需要對(duì)各種不同開關(guān)模式下的電感電流做更多的測(cè)試，可見(jiàn)上一篇文章。這個(gè)電流的上升時(shí)候僅有640ns！這是一款開關(guān)速度1MHz的恒流LED驅(qū)動(dòng)芯片，低速電流探頭是無(wú)法測(cè)量的，對(duì)于這種信號(hào)的測(cè)量，這款TCP0030A高達(dá)120MHz速度的電流探頭，幾乎是唯一選擇。
結(jié)論
客戶隨后使用串口在二總線上傳輸MODBUS協(xié)議，使用MCU按照AFG給定的頻率控制燈串亮度，很快便設(shè)計(jì)完畢了一款照明燈的方案設(shè)計(jì)。
