LED驱动电路的脉冲调制PWM电路设计

本文主要从电子电路、热分析、光学 方面阐述了如何运用LED 特性进行设计。LED照明 作为新一代照明受到了广泛的关注。仅仅依靠LED封装 并不能制作出好的照明灯具。 这次主要针对运用脉冲调制的驱动电路进行说明。

　　PWM是什么?

　　脉冲调制英文表示是Pulse Width Modulation,简称PWM。PWM是调节脉冲波占空比的一种方式。如图1所示,脉冲的占空比可以用脉冲周期、On-time、Off-time表示,如下公式：

　　占空比=On-time(脉冲的High时间)/ 脉冲的一个周期(On-time + Off-time)

　　Tsw(一周期)可以是开关 周期,也可以是Fsw=1/Tsw的开关频率。

　　图1 Pulse Width Modulation (PWM)

　　在运用PWM的驱动电路中,可以通过增减占空比,控制脉冲一个周期的平均值。运用该原理,如果能控制电路上的开关设计(半导体 管、MOSFET、IGBT等)的打开时间(关闭时间),就能够调节LED电流的效率。这就是接下来要介绍的PWM控制。

　　PWM信号的应用

　　PWM控制电路的一个特征是只要改变脉冲幅度就能控制各种输出。图2的降压电路帮助理解PWM的控制原理。在这个电路中,将24V的输入电压转换成12V,需要增加负载。负载就是单纯的阻抗。电压转换电路的方法有很多,运用PWM信号的效果如何呢?

　　图2 降压电路

　　在图2的降压电路中取PWM控制电路,如图3所示。MOSFEL作为开关设计使用。当PWM信号的转换频率数为20kHz时,转换周期为50μs。PWM信号为High的时候,开关为On,电流从输入端流经负载。当PWM信号处于Low状态时,开关Off,没有输入和输出,电流也断掉。

　　这里尝试将PWM信号的占空比固定在50%,施加在开关中。

　　开关开着的时候电流和电压施加到负载上。开关关着的时候因为没有电流,所以负载的供给电压为零。如图4绿色的波形、V(OUT)可在负载中看到输出电压。

　　图3 运用PWM信号的降压电路