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LED白光照明模組驅動電路設計方案

時間:2019-01-18 14:40:34來源:網絡 作者:admin 點擊:
LED白光照明模組驅動電路設計方案由于當前溫室效應和能源危機的影響,使得人們對節能技術越來越關注。LED照明具有節能、壽命長等優點,LED照明技術作為新型綠色照明技術,目

LED白光照明模組驅動電路設計方案

由于當前溫室效應和能源危機的影響,使得人們對節能技術越來越關注。LED照明具有節能、壽命長等優點,LED照明技術作為新型綠色照明技術,目前的應用日趨廣泛。LED的白光照明通常是使用藍、綠、紅三原色多芯片LED模組構成,由于這種LED模組中每種LED芯片的老化特性不同,因此色溫會隨著時間和溫度而發生變化。這就給白光LED的使用帶來了限制。

  1 白光LED模組的驅動

  對于傳統光源的驅動方式麗青,大都是以恒定電壓的形式存在,這就使得傳統光源的驅動十分簡單。在線性范圍內,LED的發光強度與其驅動電流及正向壓降成正比,并隨著溫度而變化,這就需要恒定的電流來驅動LED。除此之外。白光LED模塊有一個重要的指標,就是色溫。色溫以絕對溫度K來表示,某光源與黑體的顏色相同時,就把黑體當時的絕對溫度稱為該光源的色溫。白光LED色溫取決于所發出的白光中3種色彩成分的構成比例。
  為了調節白光LED模組光源的色溫,就需要對白光LED模組里中的藍、綠、紅3個LED芯片的驅動電流進行單獨控制,就需要3個獨立的恒流驅動電路。目前,恒流驅動電路一般都采用開關模式的PWM控制器來實現,其驅動電流的調節主要分為模擬調節方式和PWM調節方式。
  模擬調節方式是利用PWM控制器來對驅動電流進行調節,以穩定LED的驅動電流,得到穩定的輸出光強。由于通常PWM控制器的反饋控制信號是一個電壓值,所以模擬調節是利用一個測量電阻對輸出驅動電流進行采樣,并將其轉換為反饋電壓信號,通過PWM控制器對反饋電壓的穩定,從而達到穩定輸出驅動電流的目的,電路原理圖如圖1所示。

  使用模擬方式調節輸出電流來調節LED輸出光強的方法存在一個很大的問題:由于LED的輸出波長會隨著LED的驅動電流改變而發生變化,這樣在不同的輸出光強下,白光LED模組的色溫就會發生變化。
  為了克服上述的缺點,人們又開發了對LED驅動電流的PWM調節方式。

  2 LED驅動電流的PWM調節方式

  PWM調節方式是指在1個周期內使用特定占空比的脈沖驅動波形來驅動LED的方式。LED的平均驅動電流取決于脈沖波形的占空比和LED額定驅動電流,在固定LED額定驅動電流的情況下。通過改變占空比,就可以改變LED的平均驅動電流,從而改變LED的輸出光強度。為了避免閃爍效果。通常脈沖波形的頻率要大于200 Hz。
  凌力爾特公司的LED驅動芯片LT3474是一種額定輸出電流可調的LED恒流驅動控制芯片,最大驅動電流可以達到1 A。它提供了2種驅動方式:模擬調節方式和PWM調節方式。在PWM調節方式下,利用改變外加的PWM信號的占空比,可以實現400:1的調光比。其PWM調節方式的典型應用電路如圖2所示,其中外加PWM控制信號由PWM管腳施加。
 

  圖3所示為在PWM調節方式下,外加PWM脈沖驅動信號和輸出驅動電流的測量結果。從圖3中可以清楚地觀察到LED驅動電流是受外加PWM信號的控制。其中REF管腳的輸出參考電壓為1.25 V,如果將VADJ與REF管腳短接,則輸出的額定LED驅動電流為最大輸出電流(1 A)。對LED的額定驅動電流JLED的調節是通過改變VADJ管腳的電壓而實現,可以通過將REF所輸出的1.25 V參考電壓分壓而完成。輸出LED的額定電流由下式得到:


 

    3 色溫可調的白光驅動電路設計
  為了穩定LED輸出光的光強、色溫,并實現光強、色溫的調節,設計了一種白光LED模組驅動電路,其框圖如圖4所示,其中使用了分別帶有藍、綠、紅濾光片的光強探測器對構成白光LED模組的3種LED光強進行監控,并通過AVR單片機的控制,改變相應的PWM控制信號的占空比,穩定藍、綠、紅3個LED的光強,就穩定了白光LED模組的光強和色溫,其中每路LED的驅動電路中都使用了LT3474作為驅動控制芯片。
  對輸出白光的調節,可以分為光強和色溫調節。如果只是改變光強,則等比例地改變3個LED驅動電路中PWM信號的占空比;如果需要改變色溫,則通過對藍、綠、紅LED使用不同占空比進行控制,從而實現白光中3種色彩成分比例的調節而調節色溫。當然,也可以同時對輸出光強和色溫進行調節。通過該電路,就真正實現了對白光LED模組的光強和色溫的實時控制。而且由于使用了光強探測器的反饋控制,克服由于LED老化而引起的光強、色溫變化,并可以根據個人喜好調節LED燈具的光強和色溫,達到了良好的照明效果。容-源-電-子-網-為你提供技術支持

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