電源斬波調(diào)光控制boost LED驅(qū)動(dòng)器保持小浪涌電流

本文介紹的LED驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)為一串正向偏壓高達(dá)60V的LED提供700mA恒流驅(qū)動(dòng)。本設(shè)計(jì)可基于電源斬波進(jìn)行PWM調(diào)光。輸入電源以300Hz至1kHz的頻率斬波控制通、斷，實(shí)現(xiàn)LED亮度調(diào)節(jié)。驅(qū)動(dòng)器采用固定頻率進(jìn)行boost轉(zhuǎn)換器，由MAX16834 LED驅(qū)動(dòng)器控制。這種獨(dú)特的參考設(shè)計(jì)能夠?qū)⑤斎肜擞侩娏飨拗圃诳梢院雎缘乃?，且不影響輸入、輸出濾波。文章給出了設(shè)計(jì)原理圖和測(cè)試結(jié)果。

引言
LED照明的主要優(yōu)勢(shì)是可以采用各種不同的調(diào)光技術(shù)準(zhǔn)確控制LED光源的輸出。由于LED為高效光源，也可以通過(guò)調(diào)光節(jié)省功耗?？刂普彰鲝?qiáng)度還有助于調(diào)節(jié)不同的環(huán)境氣氛。

由于多方面原因，PWM調(diào)光首選模擬調(diào)光。許多應(yīng)用中，PWM調(diào)光有助于保持光輸出的色彩，與亮度等級(jí)無(wú)關(guān)。對(duì)于電路設(shè)計(jì)，PWM控制更有利于噪聲抑制；控制信號(hào)需要具有精確的電壓和調(diào)光頻率，驅(qū)動(dòng)器電路設(shè)計(jì)也不能過(guò)于復(fù)雜。PWM調(diào)光除了兩條電源線之外，通常還需要一條承載PWM調(diào)光信號(hào)的控制線。然而，這種標(biāo)準(zhǔn)配置對(duì)于大量采用共用調(diào)光器的照明系統(tǒng)是個(gè)缺點(diǎn)，也很難替代基于電源斬波進(jìn)行調(diào)光控制的2線電源裝配白熾燈。

采用電源調(diào)光的傳統(tǒng)LED驅(qū)動(dòng)電路存在很多問(wèn)題。這些驅(qū)動(dòng)器在輸入濾波電容放電到最低工作電壓時(shí)，將逐漸關(guān)閉LED電源。該過(guò)程會(huì)造成輸入和輸出濾波電容放電到最低電平。再次打開(kāi)電源時(shí)，浪涌電流重新補(bǔ)充電容電荷，從而造成EMI問(wèn)題及調(diào)光器損壞。為避免這些問(wèn)題，電路不得不采用大電感濾波器，從而增加了成本。

本文討論的LED驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)采用PWM調(diào)光，解決了這些基本問(wèn)題。該LED驅(qū)動(dòng)器采用斬波PWM調(diào)光，不會(huì)造成任何電源電流過(guò)沖。該設(shè)計(jì)具有高達(dá)90%的效率，工作在24V。允許單向電源輸入，輸入端有一個(gè)MOSFET半橋，圖1所示為設(shè)計(jì)電路板的頂層。

圖1. 參考設(shè)計(jì)電路板(頂視圖)。電路板尺寸為23mm x 138mm，雙層，僅頂層有元件。

LED驅(qū)動(dòng)器參考設(shè)計(jì)采用boost轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，以固定電流?qū)動(dòng)LED負(fù)載。由于LED正向偏壓總是高于輸入電壓，所以選擇boost拓?fù)洹AX16834提供了以高效PWM調(diào)光實(shí)現(xiàn)boost LED驅(qū)動(dòng)器所需的全部特性。利用MAX16834還可以輕松實(shí)現(xiàn)其它常見(jiàn)拓?fù)?，例如buck-boost、SEPIC或高邊busk。

圖2. MAX16834參考設(shè)計(jì)原理圖。