LED白光照明模組驅動電路設計方案

由于當前溫室效應和能源危機的影響，使得人們對節(jié)能技術越來越關注。LED照明具有節(jié)能、壽命長等優(yōu)點，LED照明技術作為新型綠色照明技術，目前的應用日趨廣泛。LED的白光照明通常是使用藍、綠、紅三原色多芯片LED模組構成，由于這種LED模組中每種LED芯片的老化特性不同，因此色溫會隨著時間和溫度而發(fā)生變化。這就給白光LED的使用帶來了限制。

　　1 白光LED模組的驅動

　　對于傳統(tǒng)光源的驅動方式麗青，大都是以恒定電壓的形式存在，這就使得傳統(tǒng)光源的驅動十分簡單。在線性范圍內(nèi)，LED的發(fā)光強度與其驅動電流及正向壓降成正比，并隨著溫度而變化，這就需要恒定的電流來驅動LED。除此之外。白光LED模塊有一個重要的指標，就是色溫。色溫以絕對溫度K來表示，某光源與黑體的顏色相同時，就把黑體當時的絕對溫度稱為該光源的色溫。白光LED色溫取決于所發(fā)出的白光中3種色彩成分的構成比例。
　　為了調(diào)節(jié)白光LED模組光源的色溫，就需要對白光LED模組里中的藍、綠、紅3個LED芯片的驅動電流進行單獨控制，就需要3個獨立的恒流驅動電路。目前，恒流驅動電路一般都采用開關模式的PWM控制器來實現(xiàn)，其驅動電流的調(diào)節(jié)主要分為模擬調(diào)節(jié)方式和PWM調(diào)節(jié)方式。
　　模擬調(diào)節(jié)方式是利用PWM控制器來對驅動電流進行調(diào)節(jié)，以穩(wěn)定LED的驅動電流，得到穩(wěn)定的輸出光強。由于通常PWM控制器的反饋控制信號是一個電壓值，所以模擬調(diào)節(jié)是利用一個測量電阻對輸出驅動電流進行采樣，并將其轉換為反饋電壓信號，通過PWM控制器對反饋電壓的穩(wěn)定，從而達到穩(wěn)定輸出驅動電流的目的，電路原理圖如圖1所示。

　　使用模擬方式調(diào)節(jié)輸出電流來調(diào)節(jié)LED輸出光強的方法存在一個很大的問題：由于LED的輸出波長會隨著LED的驅動電流改變而發(fā)生變化，這樣在不同的輸出光強下，白光LED模組的色溫就會發(fā)生變化。
　　為了克服上述的缺點，人們又開發(fā)了對LED驅動電流的PWM調(diào)節(jié)方式。

　　2 LED驅動電流的PWM調(diào)節(jié)方式

　　PWM調(diào)節(jié)方式是指在1個周期內(nèi)使用特定占空比的脈沖驅動波形來驅動LED的方式。LED的平均驅動電流取決于脈沖波形的占空比和LED額定驅動電流，在固定LED額定驅動電流的情況下。通過改變占空比，就可以改變LED的平均驅動電流，從而改變LED的輸出光強度。為了避免閃爍效果。通常脈沖波形的頻率要大于200 Hz。
　　凌力爾特公司的LED驅動芯片LT3474是一種額定輸出電流可調(diào)的LED恒流驅動控制芯片，最大驅動電流可以達到1 A。它提供了2種驅動方式：模擬調(diào)節(jié)方式和PWM調(diào)節(jié)方式。在PWM調(diào)節(jié)方式下，利用改變外加的PWM信號的占空比，可以實現(xiàn)400：1的調(diào)光比。其PWM調(diào)節(jié)方式的典型應用電路如圖2所示，其中外加PWM控制信號由PWM管腳施加。
　

　　圖3所示為在PWM調(diào)節(jié)方式下，外加PWM脈沖驅動信號和輸出驅動電流的測量結果。從圖3中可以清楚地觀察到LED驅動電流是受外加PWM信號的控制。其中REF管腳的輸出參考電壓為1.25 V，如果將VADJ與REF管腳短接，則輸出的額定LED驅動電流為最大輸出電流（1 A）。對LED的額定驅動電流JLED的調(diào)節(jié)是通過改變VADJ管腳的電壓而實現(xiàn)，可以通過將REF所輸出的1.25 V參考電壓分壓而完成。輸出LED的額定電流由下式得到：

　　　　3 色溫可調(diào)的白光驅動電路設計
　　為了穩(wěn)定LED輸出光的光強、色溫，并實現(xiàn)光強、色溫的調(diào)節(jié)，設計了一種白光LED模組驅動電路，其框圖如圖4所示，其中使用了分別帶有藍、綠、紅濾光片的光強探測器對構成白光LED模組的3種LED光強進行監(jiān)控，并通過AVR單片機的控制，改變相應的PWM控制信號的占空比，穩(wěn)定藍、綠、紅3個LED的光強，就穩(wěn)定了白光LED模組的光強和色溫，其中每路LED的驅動電路中都使用了LT3474作為驅動控制芯片。
　　對輸出白光的調(diào)節(jié)，可以分為光強和色溫調(diào)節(jié)。如果只是改變光強，則等比例地改變3個LED驅動電路中PWM信號的占空比；如果需要改變色溫，則通過對藍、綠、紅LED使用不同占空比進行控制，從而實現(xiàn)白光中3種色彩成分比例的調(diào)節(jié)而調(diào)節(jié)色溫。當然，也可以同時對輸出光強和色溫進行調(diào)節(jié)。通過該電路，就真正實現(xiàn)了對白光LED模組的光強和色溫的實時控制。而且由于使用了光強探測器的反饋控制，克服由于LED老化而引起的光強、色溫變化，并可以根據(jù)個人喜好調(diào)節(jié)LED燈具的光強和色溫，達到了良好的照明效果。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術支持

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