通过31级调光范围，现有led驱动器能够提供良好的调光能力，从而为lcd显示屏提供平滑的背光增强或减弱效果。然而， 当终端应用涉及到较大的高端显示屏时，这样一个范围就可能不够了。特别是对于避免突兀的光亮度变化而言，有必要保持非常平滑的启动和关断，否则这种变化在lcd显示屏工作于较暗的环境中时就会被感知为脉冲光。为了消除这种视觉压力，需要更多的调光步骤，提供极低的启动序列。本文将阐述一种将现有led驱动器从31级调光增加到93级的简单方法。

　　标准操作

　　通常来讲，发光二极管（led）电流通过电流镜结构来监测，这种结构能够对流经led的直流电流进行精确调节。电流不是由外部微控制器（mcu）就是由led驱动器的内置逻辑来进行数字控制。对于逻辑电路产生的每一个步骤而言，电流增加（或减少，取决于终端用户选定的方向），led的亮度就相应地变化。就这点而言，可以考虑两种光变化方法：要么是纯粹的线性曲线，要么是指数曲线。这两种方法各有其优缺点，但在选择何种曲线之前应该考虑人眼的感受。

　　从硅设计的角度讲，基本上线性曲线更为容易，但需要更多级（step）才能恰当地处理较小的光变化，特别是led工作在低电流区域时。同样地，指数曲线集成到硅芯片中会较复杂，但需要的调光级较少，因为曲线的低端部分就能够在低端电流区域提供非常平滑的变化。考虑到人眼对光的反应，两相比较的结果就是指数曲线更适合，因为它会自动补偿人眼对光线感知的对数曲线。图1中的曲线说明了这种原理。

　　图1 典型的人眼感光度曲线

　　应用平滑的调光功能

　　凭借准指数形式的31级，安森美半导体的ncp5623将用作一个参考来描述高粒度的调光功能。基本上，这芯片含有一个电荷泵，用于产生给led的足够电压，并含有三个独立的电流镜，用于精确地调节流经led的直流正向电流。

　　峰值电流由iref引脚产生的参考电流乘以2 n来设定，其中指数n是外部mcu所设定的级数：

　　iled = [（vref/r）×2600]/（32-n）

　　参考电压vref由ncp5623的内部结构强制设定为600 mv，而电阻r连接vref引脚和地。恒定系数2600是参考电流源和连接至led的最后一个电流镜之间产生的内部比例。

　　此外，31级脉宽调制（pwm）与每个led都相关，可对每个led的亮度进行单独控制。基本的工作如图2所示。

　　图2 ncp5623的基本工作示意图

　　假设iled峰值电流设定为25ma，第一级将使300μa（典型值）电流流经led，使得零至iled之间的变化对于人眼来说相对较为突兀，特别是在外界光亮度低的条件下。为了克服这一点，我们可以动态地降低参考电流，使得iled变化较小：图3中所示的基本原理图阐释了这个业经证明的精确概念。high-i和low-i这两位能由mcu结合起来动态地调节新的电流参考，从而产生新的iled电流提供给led。当然，如果这两位都是低电平，使参考电流变为零，那么就没有iled流经led。

　　图3 ncp5623参考电流的动态控制

　　另一种方法是利用现有pwm技术：将这个功能结合到单个led中，就可在调光功能期间提供极宽的iled电流变化。这个概念基于正常设置的iled峰值电流等于将流至调光序列末端的预计总led电流的三分之一。3个pwm将设定为串联形式，使工作期间的iled变化较小。

　　这样一来的结果就是共有93个调光级，使用相同的准指数曲线来将iled电流从零增加（或减小）至芯片中设定的最大iled电流。假设最大iled电流为15ma，ncp5623将设定为使每个输出电流为5ma，而第一级将使led电流低于100ma，提供非常平滑的变化，而不会对人眼带来视觉压力。这序列将计算每个pwm的每一级，并启动下一个pwm，以增大流至led的电流，使得计数器计数完成时产生设定的15 ma电流。图4所示的原理图阐述了应用于ncp5623的这个概念。

　　晶体管q1用于补偿调光序列从一个pwm转至下一个pwm时产生的尖锋。基本上，电容c4区分电流镜输入引脚处出现的电压瞬态现象，通过强行施加一个短脉冲至外部电阻r3来降低参考电流iref。

　　图4 高粒度调光功能

　　图5提供的曲线展示ncp5623在这种条件下的表现。它可以产生多达90级，得到平滑的上升过程，这样与人眼的感光度契合得很好。虽然蓝色曲线中有些点呈现出非光滑波形（主要是因为测量等级存在的误差），但多项式曲线（橙色）在调光级和iled电流之间产生