基于XL3001的LED灯PWM调光方案

　　在设计 LED 灯 PWM 调光方案时，若方案设计为默认上电 LED 灯不亮，在样板做好进入测试阶段时，会发现每次通电瞬间会出现 LED 灯会先闪烁一下，然后灭掉，之后也可以通过单片机实现正常的调光与开启与关断功能，但通电瞬间闪烁的现象始终存在，这往会往对工程师造成困扰。下面以 XL3001 为例，简述其原因及解决方法。

　　图 1 为 XL3001 的 PWM 调光电路，此电路 PWM 信号高占空比时，输出电流小；低占空比时，输出电流大。若客户的方案设计为通电后默认不亮，通过单片机控制驱动，再来点亮 LED；若不加其他对策方法，则会造成上电时 LED 先亮再灭的现象。因为在上电时，由于单片机启动较慢，无法在上电瞬间立即给 CS 引脚高电平，从而导致 LED 灯会先亮，等单片机启动完成后，再给 CS 引脚提供高电平，LED 灯才会灭掉（单片机通电时默认把 LED 驱动关闭，才能实现默认 LED 灯灭的状态），这也就导致了 LED 上电闪烁。

　　解决方法方案

　　1： 将 PWM 调光模式更改，占空比越大，输出电流越大，原理图见图 2。

　　上电默认关机，单片机启动后，使用单片机开机，电路原理如图 3（洋红色线框部分）。

　　当刚上电时，单片机未启动，Q1 不导通，VIN 电压通过 R4、R1 分压后加到芯片的 CS 引脚上，使 CS 引脚电压高于 正常工作电压（0.21V），芯片关机不工作。单片机启动后，给“MCU IO”引脚高电平，Q1 导通，VIN 的电压无法加到 CS 引脚上，芯片开始正常工作，从而避免了上电时的闪烁。但此方案需要用到单片机的两个 I/O 口。

　　方案 3： 利用电容充电延时方法，给单片机提供响应时间，延迟启动电路原理图见图 4（洋红色线框部分）。

　　系统通电初期，输入端电压通过 R5，R4 给 C3 充电，C3 两端电压不能突变，三极管 Q1 的 VBE《-0.7V，Q1 导通， CS 被拉高，芯片不工作。随着 C3 电压逐渐上升，最终 Q1 关断，芯片开始正常工作，从而起到延时启动的作用。

　　R5、C3 用以调整延时时间，R4 用以减小因 Q1 管放大倍数的离散性而造成的延时时间差异（R4 越小，Q1 放大倍数 的影响越小，但会大幅减小延时时间），R6 是关机后 C3 的放电回路。需要注意的是，输入端电压对延时时间有较大影响， VIN=24V 时示波器截图见图 5。黄色为 VIN 电压，绿色为 CS 电压，从图中可以看到，按上述电路，芯片启动约延时 260ms。 更多器件、电压组合的延时结果见附录 1。

　　方案 4： 方案 3 电路简单，但延时时间容易受 PNP 管放大倍数、输入端电压的影响，且计算方法复杂。方案 4 是方案 3 的改进 版，原理图见图 6（洋红色线框部分）。

　　上电时，C3 相当于短路，Q2、Q1 导通，CS 处于高电平状态，XL3001 关机；随着 C3 充电至一定程度，Q2、Q1 关断，芯片开始正常工作。注意，为计算方便，选择电阻时，使 R8=R7，否则下面的计算不成立，R7 不等于 R8 的计算 公式见附录 2。

　　
审核编辑：黄飞