大熱的LED驅(qū)動設計，簡化系統(tǒng)，輕松實現(xiàn)

[摘要]

本項目是基于PFC理論、電流環(huán)控制理論來實現(xiàn)一個帶PFC功能的專用數(shù)字LED驅(qū)動，使用FPGA進行控制，可以得到高的可靠性、傳輸簡單性能指標良好、控制方式先進和外圍元件很少等優(yōu)點。為固態(tài)照明LED領域提供更可靠經(jīng)濟實用的照明驅(qū)動。

一、設計目標

隨著節(jié)能的概念日益深入人心，作為固態(tài)照明的的新型發(fā)光材料LED取得長足的進步。在歐洲，他們專門制訂了COST五年行動計劃，它提出新型光源要符合三個條件：高效、節(jié)能：不使用有害于環(huán)境的材料；模擬自然光，其顯色指數(shù)接近100。美國有專家提出，半導體已在電子學方面完成了一場革命，第二場革命將在照明領域進行，到2020年左右。固體光源的發(fā)光效率將達到2001m／w，能符合COST計劃提出的對新光源的要求，這樣，在國際上掀起了LED照明的熱潮。LED的最大潛在應用是普通照明。隨著技術的進步，高亮度自光LED正一步步進軍潛力巨大的燈光照明市場。

對于大功率電壓管理，為了防止加在負載上的電壓和電流波形之間存在相位差導致的結果之一是供電效率降低，即產(chǎn)生所要求的電力需要輸入更大的電力；導致的另外一個結果而且是更嚴重的后果，那就是電壓和電流的波形差產(chǎn)生過多的高次諧波。大量的高次諧波反饋到主輸入線（電網(wǎng)），造成電網(wǎng)被高次諧波污染成為惡性事故的隱患。同時，這種高次諧波也會擾亂控制系統(tǒng)里的敏感低壓電路。在歐洲有專門的標準要求電源管理必須有PFC（Power factor correct）來提高電源的質(zhì)量。

同時作為排名2007年最值得期待的十大熱門半導體技術第二的數(shù)字電源無疑也是現(xiàn)在的熱門技術之一，由于數(shù)字電源具有更高的可靠性，外圍元件少，利于控制等優(yōu)點，數(shù)字電源越來越受到電源管理界的注意。

基于以上三個原因，我們提出了基于FPGA調(diào)光的帶PFC功能的專用數(shù)字LED驅(qū)動這個項目。它將適用于路燈、景觀以及家庭和工業(yè)照明，有廣闊的應用前景。

二、設計思路

當電壓通過整流橋后，由H2模塊對輸入電壓波形進行采樣；用一個Windowed ADC對輸入電流進行采樣，然后進行處理，使輸入電流跟隨輸入電壓的波形，這樣就達到了電流跟隨電壓波形的目的，從而實現(xiàn)PFC校正的功能。由于對LED的驅(qū)動需要恒流，在反饋端，H1通過對電壓的取樣，達到了恒定輸出電流的目的，從而實現(xiàn)了LED恒流的專用驅(qū)動。

在框圖中，電流環(huán)路和電壓環(huán)路由FPGA進行控制，這樣會達到一個很好的控制方式。

圖 1 整體系統(tǒng)框圖