白光LED的PWM驅動原理

　　3 LED照明電路設計

　　3.1 白光LED供電電源

　　LM317是可調三端正電壓穩壓器，輸出電壓范嗣為1.2～37 V時能提供超過1.5 A的電流。此穩壓器易于使用，只通過2個外部電阻設置輸出電壓。工作時，LM317建立并保持輸出與調節端之間1.25 V的標稱參考電壓(Vref)，該參考電壓由R1轉換為編程電流，該電流經R2到地，如圖4所示。

　　由穩壓輸出電壓公式得到輸出電壓：

　　因為此處調節端的電流IADj控制小于100μA，這一誤差可忽略。一個白光LED需要3.3 V直流電壓，本設計為3個白光LED串聯，需LM317輸出9.6 V直流電壓，由于LED與場效應管串聯，故除去場效應管的壓降，可得LM317輸出的電壓約10V。先確定R1的電阻為220Ω，得出電位器R2的電阻值為1.4 kΩ。

　3.2 白光LED的驅動電路

　　本設計是PWM信號經過三極管VQ1的基極連接到P溝道功率MOSFET IRF9540的柵極上。P溝道功率MOSFET的柵極驅動采用簡單的NPN三極管驅動放大電路，以改善MOSFET的導通過程，減少驅動電源的功率。當驅動電路直接驅動功率MOSFET時會引起被驅動功率MOSFET的快速開通和關斷，這就可能造成被驅動功率MOSFET漏源極間電壓的振蕩。一則引起射頻干擾;二則有可能造成功率MOSFET遭受過高的電壓而擊穿損壞。為解決這一問題，需在被驅動功率MOSFET的柵極與驅動電路的輸出之間串聯一只無感電阻R1。當PWM波輸出高電平時，三極管VQ1導通，從而使MOSFET的柵極電壓低于源極電壓，MOSFET的源極和漏極導通，LED點亮;當PWM波輸出低電平時，VQ1截止，LED熄滅。當PWM頻率超過100 Hz時，人眼可視平均LED的導通和截止時間，產生LED亮度變化的感覺，其亮度與LED導通周期成正比，如圖5所示。

　　4 結束語

　　白色LED具有壽命長、可低壓驅動、安全穩定等優良特性，因而成為極具發展潛力的新型光源，但LED的半導體特性使其供電系統設計比較困難。為了獲得較高的發光效率和調光效果，設計了一個PWM驅動的LED照明電路。利用所設計的LED驅動電路不但方便控制LED的亮度，而且與普通的驅動方式相比，可以極大調高色溫。