LED驅動電路的脈沖調制PWM電路設計

本文主要從電子電路、熱分析、光學 方面闡述了如何運用LED 特性進行設計。LED照明 作為新一代照明受到了廣泛的關注。僅僅依靠LED封裝 并不能制作出好的照明燈具。 這次主要針對運用脈沖調制的驅動電路進行說明。

　　PWM是什么?

　　脈沖調制英文表示是Pulse Width Modulation,簡稱PWM。PWM是調節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時間)/ 脈沖的一個周期(On-time + Off-time)

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

　　圖1 Pulse Width Modulation (PWM)

　　在運用PWM的驅動電路中,可以通過增減占空比,控制脈沖一個周期的平均值。運用該原理,如果能控制電路上的開關設計(半導體 管、MOSFET、IGBT等)的打開時間(關閉時間),就能夠調節LED電流的效率。這就是接下來要介紹的PWM控制。

　　PWM信號的應用

　　PWM控制電路的一個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。在這個電路中,將24V的輸入電壓轉換成12V,需要增加負載。負載就是單純的阻抗。電壓轉換電路的方法有很多,運用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作為開關設計使用。當PWM信號的轉換頻率數為20kHz時,轉換周期為50μs。PWM信號為High的時候,開關為On,電流從輸入端流經負載。當PWM信號處于Low狀態時,開關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%,施加在開關中。

　　開關開著的時候電流和電壓施加到負載上。開關關著的時候因為沒有電流,所以負載的供給電壓為零。如圖4綠色的波形、V(OUT)可在負載中看到輸出電壓。

　　圖3 運用PWM信號的降壓電路