LED驅(qū)動(dòng)電路的脈沖調(diào)制PWM電路設(shè)計(jì)

本文主要從電子電路、熱分析、光學(xué) 方面闡述了如何運(yùn)用LED 特性進(jìn)行設(shè)計(jì)。LED照明 作為新一代照明受到了廣泛的關(guān)注。僅僅依靠LED封裝 并不能制作出好的照明燈具。 這次主要針對運(yùn)用脈沖調(diào)制的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行說明。

　　PWM是什么?

　　脈沖調(diào)制英文表示是Pulse Width Modulation,簡稱PWM。PWM是調(diào)節(jié)脈沖波占空比的一種方式。如圖1所示,脈沖的占空比可以用脈沖周期、On-time、Off-time表示,如下公式：

　　占空比=On-time(脈沖的High時(shí)間)/ 脈沖的一個(gè)周期(On-time + Off-time)

　　Tsw(一周期)可以是開關(guān) 周期,也可以是Fsw=1/Tsw的開關(guān)頻率。

　　圖1 Pulse Width Modulation (PWM)

　　在運(yùn)用PWM的驅(qū)動(dòng)電路中,可以通過增減占空比,控制脈沖一個(gè)周期的平均值。運(yùn)用該原理,如果能控制電路上的開關(guān)設(shè)計(jì)(半導(dǎo)體 管、MOSFET、IGBT等)的打開時(shí)間(關(guān)閉時(shí)間),就能夠調(diào)節(jié)LED電流的效率。這就是接下來要介紹的PWM控制。

　　PWM信號的應(yīng)用

　　PWM控制電路的一個(gè)特征是只要改變脈沖幅度就能控制各種輸出。圖2的降壓電路幫助理解PWM的控制原理。在這個(gè)電路中,將24V的輸入電壓轉(zhuǎn)換成12V,需要增加負(fù)載。負(fù)載就是單純的阻抗。電壓轉(zhuǎn)換電路的方法有很多,運(yùn)用PWM信號的效果如何呢?

　　圖2 降壓電路

　　在圖2的降壓電路中取PWM控制電路,如圖3所示。MOSFEL作為開關(guān)設(shè)計(jì)使用。當(dāng)PWM信號的轉(zhuǎn)換頻率數(shù)為20kHz時(shí),轉(zhuǎn)換周期為50μs。PWM信號為High的時(shí)候,開關(guān)為On,電流從輸入端流經(jīng)負(fù)載。當(dāng)PWM信號處于Low狀態(tài)時(shí),開關(guān)Off,沒有輸入和輸出,電流也斷掉。

　　這里嘗試將PWM信號的占空比固定在50%,施加在開關(guān)中。

　　開關(guān)開著的時(shí)候電流和電壓施加到負(fù)載上。開關(guān)關(guān)著的時(shí)候因?yàn)闆]有電流,所以負(fù)載的供給電壓為零。如圖4綠色的波形、V(OUT)可在負(fù)載中看到輸出電壓。

　　圖3 運(yùn)用PWM信號的降壓電路