基于PWM的LED恒流驱动专利技术综述

【摘要】由于LED独特的电学特性，其驱动电源必须保证通过LED的电流在任何情况下保持一致，这便是恒流驱动的产生意义；笔者基于检索的结果，对于LED恒流驱动领域研究成果进行了分析，能够体现其发展研究现状，并重点研究了该领域主要申请人的研究方向，对于今后的研究具有指导性意义。

【关键词】LED 恒流 PWM

一、引言

脉冲宽度调制是开关功率变换器中最常采用的方式，简称PWM，其开关频率恒定，通过调节导通脉冲的宽度来改变占空比，称之为“定频调宽”。其通过反馈端的反馈信号和基准信号的差值与内部产生的锯齿波进行比较，然后通过输出方波信号对功率开关管进行控制，调节开关管的导通时间。PWM调制方式具有以下的优点：电压调整率高，线性度高，输出纹波小，适用于电压和电流控制模式。

二、技术分支

在面向多路负载时，基于PWM的恒流驱动电路的设计普遍存在一些问题：

1）每路恒流电路需要单独做恒流控制，因此电路复杂，成本高；

2）每路负载消耗的电量并不相同，如何通过反馈的方式实现能量节约；

3）如何在进行PWM恒流驱动时更好地实现对负载各种故障的保护控制。

经过统计分析表明，国内的主要申请人为英飞特电子（杭州）有限公司、海洋王照明以及电子科技大学，其针对以上存在的问题进行了研究。

英飞特公司申请的专利主要针对如何通过单个电路实现对多路负载的恒流控制，其涉及的专利申请主要包括：CN101702849 A、CN102264173 A、CN102300355 A、CN102316621 A，该系列的专利提出了一种简单的PWM均流电路，均流电路由调整管和采样电阻串联组成，采样电阻实现对电流的采样，将各路均流控制电路连接起来构成均流总线，通过采样信号和均流总线信号进行比较实现对调整管占空比的控制，进而控制每路电流大小，其将各路均流控制电路连接至公共的连接线，能够降低每路恒流电路单独做恒流控制的成本。

而浙江大学作为英飞特公司的主要合作对象，其教授葛良安还作为本领域的重要发明人，专门从事LED恒流驱动方面的研究工作。

海洋王照明科技股份有限公司申请的专利主要面向LED恒流控制中的两个问题：

1）如何通过反馈的方式实现能量节约。其涉及的专利申请主要包括：CN101707826 A、CN102711311 A、CN101711071 A、CN101925214 A、CN102487567 A，该系列的专利申请提出的主要思路是在输入、输出端通过对输入、输出分别进行采样，将采样值共同送入控制单元，在采样值与标准值比较后供控制单元判断负载的供电电压是否降低到标准值以下，通过PWM实现对开关的控制，以达到恒流驱动的目的，该方式能够在精确控制的同时降低能耗。

2）如何为负载提供保护控制，其涉及的专利申请主要包括：CN101715265 A、CN102651929 A、CN102740538 A、CN102769959 A，该系列得申请在原有LED恒流驱动电路的基础上添加了防反接电路、输入欠压迟滞保护模块、输出电流保护模块、输出过压保护模块和过温保护模块中的一种或多种，能够对负载实现恒流驱动的同时，为其提供不同的保护功能。

电子科技大学申请的专利主要涉及恒流驱动电路的具体内部结构的设计，涉及的专利申请主要包括：CN101436083A、CN101835317 A、CN201174804 Y、CN202738171U等。

三、结语

与传统的白炽灯、荧光灯相比，LED具有体积小、寿命长、反应速度快、环保、可平面封装、易开发成轻薄短小产品等优点，市调机构IMS Research研究报告指出，LED照明市场正迅速兴起，可望带动电源供应器的销售量在2016年达到四十亿套规模，总产值高达100亿美元；因此，笔者的研究具有前瞻性，能够提供借鉴和支持。