白光LED的PWM驅(qū)動(dòng)方式分析

摘要：白光由于所具有的低成本、長壽命和小體積的特性，正在迅速成為照明和背光源的選擇，其驅(qū)動(dòng)電路的研究受到廣泛關(guān)注。LED實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能的方法可分為2種：模擬調(diào)光和PWM調(diào)光。采用模擬調(diào)光技術(shù)的缺點(diǎn)是：隨著正向電流改變會(huì)產(chǎn)生色偏現(xiàn)象，而PWM調(diào)光通過開啟和關(guān)閉LED來改變正向電流導(dǎo)通時(shí)間以達(dá)到亮度調(diào)整的效果。本文將說明如何利用PWM來調(diào)整亮度，設(shè)計(jì)了適合照明應(yīng)用的LED驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)使用取得了良好的照明效果。
關(guān)鍵詞：LED；驅(qū)動(dòng)；PWM；照明

白光LED的電學(xué)特性具有很強(qiáng)的離散性，而且白光LED是一種同態(tài)電光源，是一種半導(dǎo)體照明器件。它具有體積小、機(jī)械強(qiáng)度大、功耗低、壽命長，便于調(diào)節(jié)和控制以及無污染等特征，是一種有極大發(fā)展前景的新型光源產(chǎn)品。但由于白光LED正向伏安特性非常陡，為其供電比較困難，白色LED工作電壓的較小波動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致工作電流的急劇變化，甚至可能燒壞LED。為了保持LED工作電流穩(wěn)定，保證LED能正?？煽康墓ぷ鳎?qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)至關(guān)重要。這里設(shè)計(jì)一種基于PWM的可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路，可提供LED所需的電壓和電流，且具有色溫高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、壽命長的特點(diǎn)。

1 白光LED的電特性
1．1 LED發(fā)光強(qiáng)度與電流的關(guān)系
LED器件在極限工作電流范圍內(nèi)發(fā)光強(qiáng)度隨正向電流的增加而增加，但不同半導(dǎo)體材料制成的LED器件，其發(fā)光強(qiáng)度與正向電流的變化關(guān)系有所不同。從總體上看，發(fā)光強(qiáng)度Ir都是隨著正向電流If的增加而增加的。
Ir與If的關(guān)系曲線描述為達(dá)到所需的發(fā)光強(qiáng)度，LED應(yīng)該用多大的電流來驅(qū)動(dòng)。LED發(fā)光強(qiáng)度與正向電流的關(guān)系如圖l所示。圖l中的曲線以紅色發(fā)光LED為例，當(dāng)正向電流約40 mA時(shí)，紅色LED的發(fā)光強(qiáng)度幾乎不再發(fā)生變化。也就是說，只要控制紅色LED陣列的正向電流達(dá)到一定值，其發(fā)光強(qiáng)度也就趨向飽和。