白光LED的PWM驱动原理
来源： 作者： 发布时间：2015-02-01 14:08:37 浏览量：脉冲驱动方式是利用人眼的视觉惰性，采用重复向LED器件通断供电的方式使之点亮的。但采用这种驱动方式通常需考虑脉冲电流幅功率电感器值的确定和重复频率的选择。要获得与直流驱动方式相当的发光强度，脉冲驱动电流的平均值Ia应电感器厂家与直流驱动的电流值相同。如图3所示，平均电流是瞬间电流i的时间积分。
对于矩形波，有
式中，Ic为直流驱动电流值，Ia为脉冲驱动电流平均值，IF为脉冲电流幅值，ton/T是占空比。
为了使脉冲驱动方式下的平均电流Ia与直流驱动电流Ic相同，则需使其脉冲电流幅值IF满足：
可见脉冲驱动时，脉冲电流的幅值是直流驱动电路的电流幅值的T/ton倍。需注意驱动器件的工作频率，当频率超过一定范同，器件将无法正常工作，因为器件无法正常导通和关断。LED的工作频电感器生产厂家率是10 MHz到几百MHz范围内。
3 LED照明电路设计
3.1 白光LED供电电源
LM317是可调三端正电压稳压器，输出电压范嗣为1.2～37 V时能提供超过1.5 A的电流。此稳压器易于使用，只通过2个外部电阻设置输出电压。工作时，LM317建立并保持输出与调节端之间1.25 V的标称参考电压(Vref)，该参考电压由R1转换为编程电流，该电流经R2到地，如图4所示。
由稳压输出电压公式得到输出电压：
因为此处调节端的电流IAD电感器企业j控制小于100μA，这一误差可忽略。一个白光LED需要3.3 V直流电压，本设计为3个白光LED串联，需LM317输出9.6 V直流电压，由于LED与场效应管串联，故除去场效应管的压降，可得LM317输出的电压约10V。先确定R1的电阻为220Ω，得出电位器R2的电阻值为1.4 kΩ。
3.2 白光LED的驱动电路
本设计是PWM信号经过三极管VQ1的基极连接到P沟道功率MOSFET IRF9540的栅极上。P沟道功率MOSFET的栅极驱动采用简单的NPN三极管驱动放大电路，以改善MOSFET的导通过程，减少驱动电源的功率。当驱动电路直接驱动功率MOSFET时会引起被驱动功率MOSFET的快速开通和关断，这就可能造成被驱动功率MOSFET漏源极间电压的振荡。一则引起射频干扰;二则有可能造成功率MOSFET遭受过高的电压而击穿损坏。为解决这一问题，需在被驱动功率MOSFET的栅极与驱动电路的输出之间串联一只无感电阻R1。当PWM波输出高电平时，三极管VQ1导通，从而使MOSFET的栅极电压低于源极电压，MOSFET的源极和漏极导通，LED点亮;当PWM波输出低电平时，VQ1截止，LED熄灭。当PWM频率超过100 Hz时，人眼可视平均LED的导通和截止时间，产生LED亮度变化的感觉，其亮度与LED导通周期成正比，如图5所示。
4 结束语
白色LED具有寿命长、可低压驱动、安全稳定等优良特性，因而成为极具发展潜力的新型光源，但LED的半导体特性使其供电系统设计比较困难。为了获得较高的发光效率和调光效果，设计了一个PWM驱动的LED照明电路。利用所设计的LED驱动电路不但方便控制LED的亮度，而且与普通的驱动方式相比，可以极大调高色温。
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