白光LED的PWM驅(qū)動原理

　　3 LED照明電路設(shè)計

　　3.1 白光LED供電電源

　　LM317是可調(diào)三端正電壓穩(wěn)壓器，輸出電壓范嗣為1.2～37 V時能提供超過1.5 A的電流。此穩(wěn)壓器易于使用，只通過2個外部電阻設(shè)置輸出電壓。工作時，LM317建立并保持輸出與調(diào)節(jié)端之間1.25 V的標(biāo)稱參考電壓(Vref)，該參考電壓由R1轉(zhuǎn)換為編程電流，該電流經(jīng)R2到地，如圖4所示。

　　由穩(wěn)壓輸出電壓公式得到輸出電壓：

　　因為此處調(diào)節(jié)端的電流IADj控制小于100μA，這一誤差可忽略。一個白光LED需要3.3 V直流電壓，本設(shè)計為3個白光LED串聯(lián)，需LM317輸出9.6 V直流電壓，由于LED與場效應(yīng)管串聯(lián)，故除去場效應(yīng)管的壓降，可得LM317輸出的電壓約10V。先確定R1的電阻為220Ω，得出電位器R2的電阻值為1.4 kΩ。

　3.2 白光LED的驅(qū)動電路

　　本設(shè)計是PWM信號經(jīng)過三極管VQ1的基極連接到P溝道功率MOSFET IRF9540的柵極上。P溝道功率MOSFET的柵極驅(qū)動采用簡單的NPN三極管驅(qū)動放大電路，以改善MOSFET的導(dǎo)通過程，減少驅(qū)動電源的功率。當(dāng)驅(qū)動電路直接驅(qū)動功率MOSFET時會引起被驅(qū)動功率MOSFET的快速開通和關(guān)斷，這就可能造成被驅(qū)動功率MOSFET漏源極間電壓的振蕩。一則引起射頻干擾;二則有可能造成功率MOSFET遭受過高的電壓而擊穿損壞。為解決這一問題，需在被驅(qū)動功率MOSFET的柵極與驅(qū)動電路的輸出之間串聯(lián)一只無感電阻R1。當(dāng)PWM波輸出高電平時，三極管VQ1導(dǎo)通，從而使MOSFET的柵極電壓低于源極電壓，MOSFET的源極和漏極導(dǎo)通，LED點亮;當(dāng)PWM波輸出低電平時，VQ1截止，LED熄滅。當(dāng)PWM頻率超過100 Hz時，人眼可視平均LED的導(dǎo)通和截止時間，產(chǎn)生LED亮度變化的感覺，其亮度與LED導(dǎo)通周期成正比，如圖5所示。

　　4 結(jié)束語

　　白色LED具有壽命長、可低壓驅(qū)動、安全穩(wěn)定等優(yōu)良特性，因而成為極具發(fā)展?jié)摿Φ男滦凸庠?，但LED的半導(dǎo)體特性使其供電系統(tǒng)設(shè)計比較困難。為了獲得較高的發(fā)光效率和調(diào)光效果，設(shè)計了一個PWM驅(qū)動的LED照明電路。利用所設(shè)計的LED驅(qū)動電路不但方便控制LED的亮度，而且與普通的驅(qū)動方式相比，可以極大調(diào)高色溫。