高效率高精度LED控制驅動電路設計圖

　　　恒流驅動電路設計：基于PT4115的LED驅動電路如圖1所示，電路可采用Atmega8單片機作控制器，設置兩個輸入接口，電路的輸入電壓可以是直流也可以是交流，采用PWM信號加至PT4115的DIM端實現LED調光，設調光按鈕。

　　圖1 基于PT4115的LED驅動電路圖

　　降低電路功耗的改進方案

　　欲減小電路反饋電阻的功耗，最直接的方法就是降低反饋電阻的阻值，在電流相同的情況下，根據電阻功耗公式可知：電阻阻值能降低多少比例，功耗亦能降低多少比例。但是，反饋電阻的阻值減小意味著反饋的電壓值不足，電路將無法工作，因此需要設計一個放大電路，在減小反饋電阻阻值的同時，保證反饋的電壓大小不變。本文設計的放大電路為差分放大電路，如圖4所示，反饋電阻Rf兩端的電壓Vf+和Vf-分別加到運放的同相輸入端和反相輸入端。

　　圖4 反饋差分放大電路

　　由圖4，得到VK的計算公式為：

　　（4）

　　由式（4）可知，通過設置不同的系數，就可以得到相應的信號放大倍數。在圖4中，R3=R2=10kΩ，R1=R4=100kΩ，則由式（4）可知：

　　（5）

　　對于如圖4所示的節能效果，可做一組對比計算，假設有一個常規的 Buck LED驅動電路，其驅動電流的區間為（0，1A），對應的反饋電壓Vk的區間為（0，800mV），因此其反饋電阻的大小為0.8Ω，當驅動電流為1A 時，反饋電阻的功耗為0.8W；由式（5）可知，當Vk的區間為（0，800mV）時，（Vf+，Vf-）的區間為（0，80mV），因此等效反饋電阻R 為0.08Ω；當驅動電流為1A時，等效反饋電阻的功耗為0.08W，功耗是常規Buck驅動電路的1/10左右。電路是線性放大，允許工作電流變化范圍大，即調光范圍大，檢測信號能準確、順利地傳輸到輸出端。

　　經實驗驗證：反饋電壓Vk用如圖4所示的差分放大電路處理后，LED的驅動電路的反饋通路損耗降低明顯，與預期吻合。LED驅動電路的總輸出效率為95.5%以上，采用降反饋通路損耗后，平均來看，總輸出效率提高了約3.5%。

　　提高電流控制精度的改進方案

　　由上文分析可知，為了提高LED控制驅動電路的精度，關鍵在于提高反饋電流的采樣精度，而提高反饋電流的采樣精度直接并有效的方法是降低正向電流的波動范圍，因此提高電流控制精度的方案主要落實在驅動電路反饋控制電路的設計上。本文的改進方案是在峰值電流控制方法的基礎上，在反饋控制單元引入雙積分電路，雙積分反饋電路如圖5所示。

　　圖5 雙積分反饋電路

　　在圖5中，Vk是反饋電壓信號，若與所述的降低功耗的改進措施聯系起來，Vk是經差分放大后的采樣信號，Vout輸出至LED驅動電路。