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LED白光照明模组驱动电路设计方案

时间:2019-01-18 14:40:34来源:网络 作者:admin 点击:
LED白光照明模组驱动电路设计方案由于当前温室效应和能源危机的影响,使得人们对节能技术越来越关注。LED照明具有节能、寿命长等优点,LED照明技术作为新型绿色照明技术,目

LED白光照明模组驱动电路设计方案

由于当前温室效应和能源危机的影响,使得人们对节能技术越来越关注。LED照明具有节能、寿命长等优点,LED照明技术作为新型绿色照明技术,目前的应用日趋广泛。LED的白光照明通常是使用蓝、绿、红三原色多芯片LED模组构成,由于这种LED模组中每种LED芯片的老化特性不同,因此色温会随着时间和温度而发生变化。这就给白光LED的使用带来了限制。

  1 白光LED模组的驱动

  对于传统光源的驱动方式丽青,大都是以恒定电压的形式存在,这就使得传统光源的驱动十分简单。在线性范围内,LED的发光强度与其驱动电流及正向压降成正比,并随着温度而变化,这就需要恒定的电流来驱动LED。除此之外。白光LED模块有一个重要的指标,就是色温。色温以绝对温度K来表示,某光源与黑体的颜色相同时,就把黑体当时的绝对温度称为该光源的色温。白光LED色温取决于所发出的白光中3种色彩成分的构成比例。
  为了调节白光LED模组光源的色温,就需要对白光LED模组里中的蓝、绿、红3个LED芯片的驱动电流进行单独控制,就需要3个独立的恒流驱动电路。目前,恒流驱动电路一般都采用开关模式的PWM控制器来实现,其驱动电流的调节主要分为模拟调节方式和PWM调节方式。
  模拟调节方式是利用PWM控制器来对驱动电流进行调节,以稳定LED的驱动电流,得到稳定的输出光强。由于通常PWM控制器的反馈控制信号是一个电压值,所以模拟调节是利用一个测量电阻对输出驱动电流进行采样,并将其转换为反馈电压信号,通过PWM控制器对反馈电压的稳定,从而达到稳定输出驱动电流的目的,电路原理图如图1所示。

  使用模拟方式调节输出电流来调节LED输出光强的方法存在一个很大的问题:由于LED的输出波长会随着LED的驱动电流改变而发生变化,这样在不同的输出光强下,白光LED模组的色温就会发生变化。
  为了克服上述的缺点,人们又开发了对LED驱动电流的PWM调节方式。

  2 LED驱动电流的PWM调节方式

  PWM调节方式是指在1个周期内使用特定占空比的脉冲驱动波形来驱动LED的方式。LED的平均驱动电流取决于脉冲波形的占空比和LED额定驱动电流,在固定LED额定驱动电流的情况下。通过改变占空比,就可以改变LED的平均驱动电流,从而改变LED的输出光强度。为了避免闪烁效果。通常脉冲波形的频率要大于200 Hz。
  凌力尔特公司的LED驱动芯片LT3474是一种额定输出电流可调的LED恒流驱动控制芯片,最大驱动电流可以达到1 A。它提供了2种驱动方式:模拟调节方式和PWM调节方式。在PWM调节方式下,利用改变外加的PWM信号的占空比,可以实现400:1的调光比。其PWM调节方式的典型应用电路如图2所示,其中外加PWM控制信号由PWM管脚施加。
 

  图3所示为在PWM调节方式下,外加PWM脉冲驱动信号和输出驱动电流的测量结果。从图3中可以清楚地观察到LED驱动电流是受外加PWM信号的控制。其中REF管脚的输出参考电压为1.25 V,如果将VADJ与REF管脚短接,则输出的额定LED驱动电流为最大输出电流(1 A)。对LED的额定驱动电流JLED的调节是通过改变VADJ管脚的电压而实现,可以通过将REF所输出的1.25 V参考电压分压而完成。输出LED的额定电流由下式得到:


 

    3 色温可调的白光驱动电路设计
  为了稳定LED输出光的光强、色温,并实现光强、色温的调节,设计了一种白光LED模组驱动电路,其框图如图4所示,其中使用了分别带有蓝、绿、红滤光片的光强探测器对构成白光LED模组的3种LED光强进行监控,并通过AVR单片机的控制,改变相应的PWM控制信号的占空比,稳定蓝、绿、红3个LED的光强,就稳定了白光LED模组的光强和色温,其中每路LED的驱动电路中都使用了LT3474作为驱动控制芯片。
  对输出白光的调节,可以分为光强和色温调节。如果只是改变光强,则等比例地改变3个LED驱动电路中PWM信号的占空比;如果需要改变色温,则通过对蓝、绿、红LED使用不同占空比进行控制,从而实现白光中3种色彩成分比例的调节而调节色温。当然,也可以同时对输出光强和色温进行调节。通过该电路,就真正实现了对白光LED模组的光强和色温的实时控制。而且由于使用了光强探测器的反馈控制,克服由于LED老化而引起的光强、色温变化,并可以根据个人喜好调节LED灯具的光强和色温,达到了良好的照明效果。w w w . d z i u u . c o m

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