一种滞环控制的LED驱动设计

摘 要： 设计了一种滞环控制的带数字PWM调光的LED驱动电路，并对它进行了分析与实验。该驱动电路采用高边电流检测方案，通过设定的阈值电压限制高端检测电阻两端的电压差值，从而控制流经电感的峰值和谷值电流，以此达到控制通过LED的平均电流值。实验结果表明滞环控制的LED驱动电路稳定，且能较好地解决峰值电流控制方式下的平均电流与峰值电流不一致的问题。由于滞环控制的自稳定性，故无需额外斜坡补偿电路，相对其他控制电路结构简单。此外电路还设计了数字调光功能。通过改变PWM信号的占空比，可以改变输出电流大小，测试结果表明数字调光信号可以平滑调节输出电流的大小，调光效果好。

关键词： LED驱动电路； 滞环跟踪； 峰值电流； 调光

中图分类号： TN911?34； TM714.3 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2013）10?0128?03

0 引 言

LED的发光效率目前已经达到并且正在超过荧光灯、HID灯等传统光源的水平，在通用照明领域将逐渐成为主流光源。由于LED照明光源具有高光效、长寿命、节能环保，耐用等优点，近年来LED应用以及驱动已经成为研究热点[1?3]。在相同工作电压下，LED的正向导通压降因受工艺离散性的影响而呈现出一定的差异，所以恒流驱动是白光LED 的最佳选择[4]。目前的电流控制方式主要有峰值电流控制，滞环控制[4]，平均电流控制，和固定导通时间控制（COT）[5]等控制方法。主流的峰值电流控制存在平均电流和峰值电流不一致的问题；且当电路占空比大于0.5时，有次谐波震荡现象，需要增加斜坡补偿电路，因此增加了电路复杂性。平均电流模式能精确控制平均电流，但是控制方法实现复杂，且仍需斜坡补偿电路[4]。滞环电流控制模式中，LED的平均驱动电流值由内设阈值Imax和Imin决定，不存在类似于峰值电流控制模式问题，能较好地解决峰值电流控制的缺点，且无需额外斜坡补偿电路，电路结构简单。滞环控制具有自稳定性、动态响应迅速等优点，应用广泛[4，6?7]。

文献[5?6]设计的滞环电路，结构简单，稳定性好，但无调光电路设计。文献[7]提出一种滞环跟踪控制电路，对电路进行仿真与理论分析，但电路无调光功能，且主电路为传统的降压电路，MOS管驱动设计困难。此外电路还采用D触发器限制频率抖动范围，但同时也限制了电路的带负载能力，且瞬态响应变差。

本文在文献[7]的基础上，采用新的降压电路，去掉了D触发器，设计了一款带有数字PWM调光的LED驱动电路。

1 原理与设计

1.1 工作原理

2 实 验

2.1 关键点波形测试

表1 PWM信号占空比与输出电流

3 结 语

研究设计了一种高边电流检测的滞环控制的LED驱动电路。电流滞环控制方式解决了电流峰值控制中峰值电流与平均电流不一致的问题，并且没有峰值电流控制中出现的占空比大于0.5时次谐波震荡现象，故无须斜坡补偿电路，电路结构相对简单。能适应宽范围类电压输入以及较大范围负载变化的场合。且电路实现了数字PWM调光，实验测试结果表明电路性能稳定，调光效果好，无闪烁，电流平滑变化，能适应需要智能调光的场合，符合节能的要求以及可以用在原边反馈，次级输出电压波动较大的无光耦反馈的廉价场合。

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