RGB LED 串用于投影仪、修建、显现器、舞台和轿车照明体系，因为这类体系需求高功率、亮堂的光输出。一个 RGB LED 串要产生预期的颜色，其间每个 LED (红、绿和蓝光) 都需求独立和精确的调光操控。高端体系能够运用一个光反应环路，以使微操控器能够调理 RGB LED 串，供给精确的颜色。给 RGB LED 串添加一个白光 LED，构成一个 RGBW LED 串，就能够添加五颜六色照明体系可用的颜色、饱和度和亮度值。每个 RGBW LED 串中的 4 个 LED 都需求进行精确调光。两个 RGBW LED 串需求 8 个“通道”。
驱动 RGBW LED 串以完结颜色和亮度操控的办法多种多样。一种驱动 RGBW LED 串并调理其亮度的办法是运用 4 个独自的 LED 驱动器，别离用于 4 种颜色 (R、G、B 和 W)，如图 1a 所示。在选用这种办法的体系中，每个独自的 LED 或 LED 串的电流 (或称 PWM 调光) 是由独自的驱动器和操控信号驱动的。不过，在这类解决计划中，LED 驱动器的数量会跟着 RGBW LED 串数量的添加而敏捷增多。任何选用很多 RGBW LED 串的照明体系都需求很多驱动器，对这些驱动器的操控信号进行同步的作业量也很大。
一种简略得多 (也更快捷) 的办法是，用单个驱动器 / 转换器以固定电流驱动一切 LED，一同用一个并联功率 MOSFET 矩阵对各个 LED 进行 PWM 调光以完结亮度操控。如图 1b 所示的矩阵式调光器和单个 LED 驱动器减小了图 1a 解决计划的电路尺度。此外，用单条通讯总线操控矩阵式 LED 调光器使 RGBW LED 颜色混合体系相对简略和紧凑，一同驱动大电流 RGBW LED 串时，颜色和亮度操控也很精确。
图 1a
图 1b
图 1a 和 1b：(1a) 在大功率颜色混合运用中，8 个独自的 LED 驱动器和 PWM 信号可用来驱动两个 RGBW LED 串，或许 (1b) 可用具串行通讯功用的单个升压-降压型 LED 驱动器和矩阵式 LED 调光器完结小得多、也紧凑得多的解决计划。
LT3965 矩阵式 LED 调光器可完结这样的规划，如图 5 所示。每个LT3965 的 8 个开关矩阵式调光器能够与整整两个 RGBW LED 串配对运用，然后答应在零至 100% 亮度之间、以 1/256 的 PWM 步进独自操控每个 LED (红、绿、蓝和白光) 的亮度。两线 I2C 串行接口指令为一切 8 个通道供给颜色和亮度操控。供给给矩阵式 LED 调光器 IC 的 I2C 串行接口代码决议一切 8 个 LED 的亮度状况，并能够在产生毛病的状况下，查看 LED 是否开路或短路。
已然 RGBW LED 串中的每个 LED 都规划成单点光源，那么红、绿、蓝和白光合起来就产生了多种多样的颜色，并且饱和度、颜色和亮度是可控的。凭仗高速 LT3965 矩阵式调光器，能够在零 (0/265) 和 100% (256/256) 亮度之间、以 1/256 调光步进设定每个 LED 的亮度。
精确的 0 ~ 256 级RGBW 颜色及亮度操控
经过对 RGBW LED 串中的红、绿、蓝和白光 LED 独自进行 PWM 调光，RGBW LED 能够产生精确的颜色和亮度。独自进行的 PWM 亮度操控可支撑 256:1 或更高的调光比。替代 PWM 调光的另一种办法是，简略地下降每个 LED 的驱动电流，但这种办法会影响精确度，因而仅答应 10:1 的调光比，并且这种办法导致 LED 自身产生色偏移。选用 PWM 调光的矩阵式调光办法与下降驱动电流的办法比较，前者的颜色及亮度精确度会更高。
LED 驱动器 (供给 500mA LED 电流) 的带宽和瞬态呼应会影响颜色精确度。图 5 中紧凑的升压-降压型转换器的穿插频率高于 10kHz，输出电容器很小或没有输出电容器，随矩阵式调光器接通或断开其开关，该转换器可对所驱动 LED数量的改动敏捷做出呼应。
为了阐明快速瞬态呼应对精确度而言多么重要，咱们以不同的 PWM 占空比独自运转红、绿和蓝光 LED，并用一个 RGB 光传感器丈量这些 LED 的光输出。图 3 中的成果显现，在 4/256 至 256/256 规模内，每种颜色的斜率是共同的，在低于这个规模时斜率稍有改动。当然，红、绿和蓝光 LED 的颜色功用并不是白璧无瑕的，因而，甚至在仅驱动一种颜色的 LED 时，有些颜色仍是会从其他频带上走漏出来。不过，总的来看，这是一个高度精确的体系。
图 2：用 LT3965 矩阵式调光器对 500mA RGBW LED 串的电流进行 PWM 调光和调相，以产生各种颜色和照明图画。在对各个 LED 进行独自的 PWM 调光时，LT3952 升压-降压型转换器 / LED 驱动器十分简略跟上 LED 电压的敏捷改动。
图 3：PWM 调光占空比在 0/256 – 256/256 之间改动时，对红、绿、蓝和白光亮度的操控状况。PWM 调光占空比由矩阵式 LED 调光器操控，该调光器与 LT3952 升压-降压型 LED 驱动器配对运用，如图 5 所示。
选用带宽十分大 (>40kHz) 的降压型转换器 LED 驱动器时，直至 1/256 PWM 调光规模的精确度都可改进，可是要这么做，或许需求添加另一个升压型转换器，以供给一个安稳和高于 30V 的输出电压，因而添加了本钱，或许需求一个高于 30V 的输入电压源。除非在极低光输出时有必要供给十分高的精确度，不然没什么理由额定添加一个转换器，而抛弃图 5 中通用、简略和尺度紧凑的升压-降压型转换器。
这儿描绘的矩阵式调光 RGBW LED 颜色混合器体系完结了十分宽的色域，如图 4 所示。添加额定的颜色，例如琥珀色，还能够进一步扩展色域。RGBWA LED 串 (包含一个琥珀光 LED) 能够产生 RGBW LED 串无法产生的深黄色和深橘黄色。这些 LED 也能够用矩阵式调光器驱动，不过与 8 通道矩阵式调光器很好匹配的是两个 RGBW LED。
图 4：RGB LED 串供给很宽的色域。简化颜色混合算法的办法之一是添加白光 LED。在有些混合办法中，白光 LED 用来改动饱和度，一同用红光、绿光和蓝光 LED 设定颜色。
LT3965 的 256 级调光办法十分简略对应于典型的 RGB 上色程序和常见的颜色混合算法。例如，假如翻开一个规范的 PC 上色程序就会看到，颜色混合是经过 256 个值的 RGB 体系完结的，如图 6 所示。再比方，图 2 中的 LED 电流波形用一个 RGBW 矩阵式 LED 体系产生紫色光，而这个矩阵式 LED 体系是由根本 PC 上色程序操控的。因为本文描绘的规划计划产生精确的电流驱动和 PWM 操控，因而能够经过调理各个 LED 的占空比，依照预期对RGBW LED串进行颜色校准，然后可简洁地抵消固有的 LED 亮度改动。
图 5：LT3965 矩阵式 LED 调光器与 LT3952 升压-降压型 LED 驱动器一同运用，操控两个 500mA RGBW LED 串中各个 LED 的颜色，以串行通讯办法操控颜色和照明图画。
(6a)
(6b)
(6c)
图 6：用规范 PC 颜色挑选器能够挑选颜色。矩阵式调光器运用的 256 个值 (0 – 256) 能够与典型 RGB 体系中运用的 0 – 255 对应。例如，RGB (128、10、128) 产生紫色光。如以上照片中所见，矩阵式调光器能够使一个实在的 RGBW LED 串产生预期颜色，然后简化照明规划师的作业。(6a) 挑选一种颜色。(6b) 使 RGB 值与 LT3965 LED 矩阵式调光器的调光比相对应。(6c) 用 PC 设定调光比的值，之后能够看到成果。
选用升压-降压型驱动器的矩阵式 LED 颜色混合器
矩阵式调光器需求适宜的 LED 驱动器，以能够用多种输入给 8 个 LED 组成的 LED 串供电，例如规范 12V ±10% 电源、9V 至 16V (轿车电池) 或 6V 至 8.4V (锂离子电池)。这类驱动器解决计划之一是 LT3952 升压-降压型 LED 驱动器，从输入至 LED，该解决计划既可升高也可下降电压，一同供给低纹波输入和输出电流。在该器材的浮置输出拓扑中，输出电容器很小或没有输出电容器，因而在以接通断开办法对各个 LED 进行 PWM 调光以操控颜色和亮度时，该器材能够快速呼应 LED 电压的改动 (图 2)。
图 5 所示的 LT3952 500mA 升压-降压型 LED 驱动器与 8 开关矩阵式 LED 调光器 LT3965 以及两个 RGBW 500mA LED 串一同运用。当串联 LED 数量在 0 至 8 个规模内改动时，这种新的升压-降压型拓扑能够在 0V 至 25V 输出电压规模内顺利地运转。串联 LED 的瞬时电压随时改动，怎样改动取决于，在恣意给定瞬间，矩阵式调光器发动和制止了哪些以及多少 LED。这个转换器 / 拓扑的 60V OUT 电压 (VIN 和 VLED 之和) 以及转换器占空比针对 6V 至 20V 的整个输入规模以及 0V 至 25V/500mA 的输出规模 (串联 LED 电压) 做出了规则。
矩阵式调光器用并联功率 MOSFET 对 LED 分流，以此操控 LED 亮度。不管是浮置输出升压-降压型 LED 驱动器仍是矩阵式 LED 调光器，都不要求 LED 接地。只需 LT3965 的 VIN 引脚连至 SKYHOOK，一切并联 MOSFET 都能够正常作业，电压至少比 LED+ 高 7.1V。SKYHOOK 电压能够由开关转换器构成的充电泵产生，也能够由一个安稳的电源供给，当然该电源电压要至少比预期的 LED+ 最高电压高 7.1V (在这种状况下，为 20V VIN 最大值加上 25V LED 最大值)。选用 3mm x 2mm DFN 封装的纤巧 LT8330 升压型转换器产生 SKYHOOK 电压是个不错的挑选。
一个可选外部时钟器材用来在 350kHz 时同步体系，这种办法合适轿车环境，因为功率相对较高，且答应运用紧凑型组件。虽然这个体系相同能够在 2MHz (高于 AM 频段) 上运转，但当矩阵式调光器使一切 LED 都短路，且 LED 串电压降至 330mΩ • 500mA • 8 = 1.3V 时，350kHz (低于 AM 频段) 使这个升压-降压型转换器无需选用脉冲跳动形式，就能够履行调理功用。这个频率还支撑高调光比而不会产生可见的 LED 闪耀。
LED 接通或断开时的发动次序
矩阵式 LED 调光器体系能够设定以在一切 LED 都接通或断开时发动。假如在一切 LED 都断开时发动，那么这些 LED 的亮度就能够和缓地突变，或许以设定的颜色和亮度发动，例如 10% 亮度的绿-蓝光。假如在串行通讯体系宣布指令指示调光器该做什么之前，一切 LED 都以 500mA 满标度电流发动，那么在串行通讯发动之前，或许看到亮堂的全“白色”光。
不管以哪种办法发动，LT3965 都应该在接纳 I2C 串行通讯指令之前加电，不然当该器材进行加电复位 (POR) 时，初始通讯指令或许丢掉。当 EN/UVLO 引脚向上穿过 1.2V 门限时，就会产生 POR。已然这个电压以 SKYHOOK 至少比 LED+ 高 7.1V 这一事实为根底，那么任何时候只需加上高的 SKYHOOK 电压后就能产生，例如用一个小型升压型稳压器供给 55V，或许来自 LT3952 开关节点的充电泵电压足够高以供给 SKYHOOK 电压后也会产生。在由充电泵供给 SKYHOOK 电压的状况下，充电泵供给 SKYHOOK 电压之前，或许存在 LED 电流，因而在 LT3965 的开关断开 LED 之前，LED 会发光。这是一种简略的解决计划，规划师想让 LED 以最大亮度接通发动时，能够运用这种计划。
要让 LED 开端作业，有必要在 LT3952 接通之前存在高的 SKYHOOK 电压。如图 6 所示，假如 PWM 引脚在发动时坚持低电平，那么 LT3952 就不发动，直到外部信号指令该器材发动停止，例如由主微操控器发来这样的信号。一旦 SKYHOOK 电压呈现，该微操控器就能够向 LT3965 发送 I2C 设置指令，将 LT3965 的开关设置到 LED OFF 方位，之后电流将流向这些开关。设置完结后，就能够承认 LT3952 PWM，然后电流开端流经现已短路的 LT3965 开关，LED 则处于关断状况。之后，呈现亮度突变的发动，或许 LT3965 调光器或许跃变至特定颜色或亮度。
一产生复位，LT3952 的 PWM 有必要再次拉低以将其关断，并在 LED 关断方位重新发动。在图 5 所示状况下，LT8330 这类简略的微功率升压型转换器可在 6V 至 20V 输入电压规模内供给 55V 输出。经过承认 ALERT 符号，微操控器接纳表明 LT3965 已加电并准备好接纳串行通讯指令的信号。在任何开关被短路之前，因为开关两头电压为零，所以经过 LED 的电流为零，这种状况被解说和陈述为短路毛病。只要在经过 SKYHOOK 给 LT3965 加电后，才会承认这个符号。
定论
LT3965 矩阵式 LED 调光器能够与升压-降压型 LED 驱动器配对运用，以构成一个颜色精确的 RGBW LED 颜色混合器体系。LT3952 可用来在 6V 至 20V 输入规模内以 350kHz 开关频率和 500mA 电流驱动两个 RGBW LED 串。这种通用体系可由轿车电池、12V 电源或锂离子电池供电。之所以能够完结很高的颜色精确度，是因为正在申请专利的升压-降压型 LED 驱动器拓扑能够完结快速瞬态呼应，并能够经过 256:1 的 I2C 操控矩阵体系完结预期的调光操控。LT3965 可设定为发动时，一切 LED 都断开，并以突变亮度发动，或直接跳动至特定颜色。能够添加光反应 (经过微操控器) 以进步颜色精确度，虽然不是有必要这么做。
