雖然學生時代就學過恒流源（Constant Current, CC）、恒壓源（Constant Voltage, CV）的概念，但在剛剛進入電源領域的時候，自己并不真正明白恒流源是怎么回事，直至遇到了鋰離子電池并開始給它充電時才開始真的理解它的意義。

我所搭建的第一個恒流源是這樣得來的：

RT9161 本是個三端穩壓器，它的輸出端 VOUT 和 GND 之間的壓差就是它預設的輸出電壓 VOUT，兩者之間連接電阻 R 以后，流過電阻的電流就是VOUT/R，因為 VOUT 和 R 都是恒定不變的，所以流過電阻的電流也是不變的，因而具有恒流的效果。最后流入負載的電流是由兩部分構成的，一部分是恒流源的輸出，一部分是 RT9161 的地電流（也就是讓 RT9161 正常工作的靜態電流），這個數值大概為 110μA，相對恒流輸出的部分來說非常小，完全可以忽略不計，因而可以說負載得到的電流就是由電阻 R 的大小決定的。

對于恒流源來說，它的輸出電壓是由負載決定的。假設上圖中的 RLOAD 是變化的，則由 RT9161 + R 構成的恒流源的輸出電壓也是變化的，其值為 RLOAD x VOUT/R。假如將負載 RLOAD 換成充電過程中電壓會變化的鋰離子電池，恒流源的輸出電壓也就由鋰離子電池的電壓來確定了。

鋰離子電池的充滿電壓與其循環壽命密切相關，兩者間的關系如下圖所示：

因為這樣的考慮，所以不能僅用恒流源對鋰離子電池進行無限制的充電，需要另外加入一個恒壓機制來控制輸出電壓。我的第一次實踐是這樣實現的：

現在 4.2V 輸出的 RT9161 成了恒流源的負載，它的輸出電壓最高就是 4.2V，其輸出電流也不可能超出恒流源的輸出電流，因而可以實現對電池的恒流/恒壓充電。這當然不是一個好的做法，整個電路的壓差很大才能正常工作，使用起來溫度會很高，但在那個缺乏資源的時代卻滿足了一部分應用的需要，直到后來有了專門設計的鋰離子電池充電 IC，它才徹底退出應用市場。其實你現在看到的電路仍然是有缺陷的，不能防止未充電時的電池漏電，也不能按照電池的特性進行分階段的充電，所以我當時的做法比這還要復雜，但因為超出了預定話題的范疇，這里就不繼續了。

一般的鋰離子電池充電需要按照上圖所示的策略來進行，實現上需要使用多個控制回路，有的控制電流，有的控制電壓，而控制的對象則因實現的方式不同而有變化，線性系統只是控制調整管就行了，開關模式充電系統則要復雜許多，這是由于它的輸入電流與輸出電流并不相等的原因造成的。不考慮環境適應性的時候還好一點，一旦考慮環境需求就麻煩起來了，現在這里也是按下不表，同樣因為要落實到我們的主題上。

如上圖所示，LED 的伏安特性是非線性的，發光量則與流過的電流幾乎呈現為線性關系。如果用電壓源對它進行驅動，小小的電壓變化就能導致很大的電流變化，對產品的一致性和穩定性都會帶來很大的不利影響，可靠性也會降低，所以正確的 LED 驅動器設計都以負載電流為控制對象，這樣就要求其輸出電流是恒定的，這便是 LED 驅動器的 CC 的由來。

既然 LED 驅動器以輸出電流恒定為控制目標，它的反饋信號自然也是來源于輸出電流的取樣，很少有設計會把輸出電壓作為控制對象來考慮的，即使有也只是過壓保護這樣的設計，但這只能在負載斷開的情況下才會起作用，其它情況幾乎不會照顧到。

如上圖所示，RT7306 是一款可以工作在 Flyback 和 Buck-Boost 架構下的 LED 驅動器，支持使用模擬信號進行調光操作，調光信號和輸出電流之間的關系如下圖所示：

VDIM是調光信號電壓，KCC 是由它控制產生的一個與輸出電流成比例的中間信號。當 VDIM < VDIM_LOW 時，KCC=0，這意味著輸出電流為零，負載 LED 不會發光。若僅以輸出電流作為控制系統的反饋信號，控制信號要求負載電流為零時主開關 Q1 便不會再有開關動作，因而提供輔助電源的輔助繞組就不會為 RT7306 的 VDD 提供能量，RT7306 在消耗完正常工作期間給 VDD 端電容充入的電能以后就會開啟一輪重啟過程。假如給 RT7306 提供調光信號的 MCU 也是依靠 VDD 處電源供電的，它也將不能正常地連續工作，它所提供的調光信號也將出現混亂狀態。為了解決這個問題，某些設計的做法是另加一套輔助電源為 MCU 和 PWM 控制器供電，而 RT7306 的做法是新增了一個 VDD 電源的穩定機制，使得沒有負載電流需求時的 VDD 電壓能維持在 10V-10.5V 之間。與此相應，LED 負載端的電壓也會維持在某個水平上，具體是多少就看變壓器繞組之間的匝比是怎樣的了。這種既對負載電流進行控制、又對 VDD 電壓進行控制的設計，分別解決了負載恒流控制和 VDD 電壓維持的問題，只是兩者出現在不同的地方，大概可以被看作是 Smart CC/CV 設計的原型。

真正的 Smart CC/CV 設計出現在 RT7331上，其中的 CC 和 CV 都是針對輸出端來說的，與前述的 RT7306 不太一樣。先來看看它的應用電路圖：

RT7331 同樣是支持 Flyback 和 Buck-Boost 應用的設計，它有一個 MULT 端子可以通過外加的電阻 RMULT 設定輸出電壓反饋系統的參考電壓，當調光信號輸入端 DIM 的輸入電壓低于 VDIM_DIS（大約為0.25V）超過 15ms 時，這個設定便開始起作用將穩定輸出電壓控制回路的參考電壓設定到某個值上，這樣做的結果便是將輸出電壓穩定到了某個確定值上，這時候的負載是不會有電流通過的，也就是 LED 負載的光輸出降到了 0。RMULT 與反饋參考電壓之間的對應關系是這樣的：

選定一個恒壓輸出參考電壓的 RMULT 的值域很大，是因為它還被用于主開關的偽諧振時間設定上，這里我們就不深入介紹了，感興趣的朋友請參閱 RT7331 的規格書。

讓控制系統進入輸出電壓恒定控制模式的電壓值 VDIM_DIS 處于調光信號有效范圍的低端，只有高于這個電壓的調光信號才會使 RT7331 進入恒流輸出控制模式。實際上，RT7331 既支持使用模擬信號進行調光，也支持使用 PWM 信號進行調光，模擬信號的幅度和 PWM 信號的占空比與負載電流之間的對應關系分別如下圖所示：

需要說明的是，當使用模擬信號進行調光時，負載發光的最低一檔是額定電流的 2.5%（這是設計指標，實際指標要更低一些），再往下就會徹底滅掉了（這是有效避免閃爍的措施），但是由于此時的系統處于恒壓輸出模式，VDD端仍有穩定的電源供應，所以實施調光的 MCU 或是其他控制模組可以借用此電源為之供電，無需使用外加的輔助電源，這樣就使系統設計大大簡化，更省電了，成本也變低了。假如使用 PWM 信號進行調光，該信號的占空比持續為 0 時，系統自然就進入了恒壓輸出模式，前述的優勢都會在此時表現出來，更由于 PWM 信號的占空比可以很準確，因而調光的精度可以更高，RT7331 支持將亮度調節至額定亮度的 1% 而不閃爍，這也是一個很大的產品亮點，同時這也只是一個設計指標，實際的數據要低很多。

從上面的調光特性曲線也可以看出調光信號的變化方向對 RT7331 的輸出特性的影響是極小的，兩個變化方向上的輸出數據都落在同一個點上就是有效的證明，這足以看出器件的控制精度是極高的。