LED驅(qū)動(dòng)調(diào)制方式解析

現(xiàn)在大街上隨處可見的LED顯示屏，還有裝飾用的LED彩燈以及LED車燈，處處可見LED燈的身影，LED已經(jīng)融入到生活中的每一個(gè)角落。LED驅(qū)動(dòng)電路按供給LED的電源類型分為恒壓驅(qū)動(dòng)和恒流驅(qū)動(dòng)兩種，恒流LED驅(qū)動(dòng)和恒壓LED驅(qū)動(dòng);

恒流開關(guān)型LED驅(qū)動(dòng)電路通過控制電路采樣流過LED燈的電流，并輸出控制信號(hào)控制開關(guān)功率管的導(dǎo)通與關(guān)斷，以調(diào)整輸出電流為設(shè)定值。調(diào)光控制電路主要有可控硅調(diào)光電路，脈沖寬度調(diào)制(PWM)，脈沖頻率調(diào)制(PFM)，滑模調(diào)制(sliding mode control)，PWM_PFM調(diào)制，PSM調(diào)制等。小編選取上述的脈沖寬度調(diào)制，脈沖頻率調(diào)制，滑模調(diào)制來介紹。

01 PWM調(diào)制方式

脈沖寬度調(diào)制如圖1所示，指在特定頻率下，通過改變開關(guān)功率管在每個(gè)周期內(nèi)的導(dǎo)通時(shí)間，也就是通過調(diào)節(jié)占空比來實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。當(dāng)輸出電壓由于工作環(huán)境、噪聲等因數(shù)影響而改變時(shí)，誤差放大器采樣電壓變化，并將信號(hào)輸送給控制電路，由控制電路調(diào)節(jié)控制開關(guān)功率管信號(hào)的占空比，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。

圖1.1電壓模式

圖1.2峰值電流模式

圖1.3平均電流模式

圖1基于BUCK結(jié)構(gòu)的PWM調(diào)制

PWM調(diào)制方式的優(yōu)點(diǎn)：

(1)PWM調(diào)制方式在重載時(shí)具有很高的效率，且對(duì)負(fù)載的變化具有很好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

(2)輸出紋波電壓小且線性度高。

(3)頻率穩(wěn)定，占空比調(diào)節(jié)不受限制，控制簡(jiǎn)單，且電流控制模式和電壓控制模式都適用。

PWM調(diào)制方式的缺點(diǎn)：

(1)PWM調(diào)制方式在輕載時(shí)效率降低。

(2)恒壓驅(qū)動(dòng)時(shí)瞬態(tài)響應(yīng)慢，而且需要較復(fù)雜的補(bǔ)償電路。

(3)恒流驅(qū)動(dòng)時(shí)需要精確的電流檢測(cè)電路。

02 PFM調(diào)制方式

脈沖頻率調(diào)制如圖2所示，在開關(guān)功率管導(dǎo)通時(shí)間一定的條件下，通過調(diào)節(jié)開關(guān)功率管的關(guān)斷時(shí)間，來實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的控制。當(dāng)輸出電壓變化時(shí)，誤差放大器采樣反饋信號(hào)，并將與基準(zhǔn)信號(hào)比較以后的輸出信號(hào)送給控制電路，由控制電路分析誤差信號(hào)，并產(chǎn)生一個(gè)脈沖寬度恒定、頻率變化的方波信號(hào)來控制開關(guān)功率管，從而維持輸出電壓的穩(wěn)定。

圖2基于BUCK結(jié)構(gòu)的脈沖頻率調(diào)制

PFM調(diào)制方式的優(yōu)點(diǎn)：

(1)PFM調(diào)制方式在輕載時(shí)具有很高的效率、較好的頻率特性和較高的電壓調(diào)整率。(2)PFM調(diào)制方式傳輸信噪比比較高，且具有很好的抗干擾能力。(3)輸出電壓可調(diào)范圍大，功耗低。

PFM調(diào)制方式的缺點(diǎn)：(1)PFM調(diào)制方式在重載時(shí)效率會(huì)降低。(2)輸出紋波的頻譜分散，沒有規(guī)律。(3)負(fù)載調(diào)整的范圍很小，造成濾波的成本很高。

03Sliding Mode

調(diào)制模式

Sliding Mode調(diào)制模式即滑?？刂?，全稱滑模變結(jié)構(gòu)控制，是一種不連續(xù)控制。如圖3所示，滑?？刂品绞绞瓜到y(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)其當(dāng)前狀態(tài)有目的地進(jìn)行變化，迫使系統(tǒng)在響應(yīng)條件下沿所設(shè)計(jì)的軌跡作小幅度、高頻率的上下運(yùn)動(dòng)，即滑模運(yùn)動(dòng)，從而減輕了系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)及負(fù)載跳變的敏感性。

圖3基于BUCK結(jié)構(gòu)的滑?？刂?/p>

Sliding Mode調(diào)制方式的優(yōu)點(diǎn)：態(tài)響應(yīng)速度快、魯棒性強(qiáng)及穩(wěn)定范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，但存在工作頻率不固定的問題，(1)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快。(2)魯棒性強(qiáng)，(3)穩(wěn)定范圍廣，Sliding Mode調(diào)制方式的缺點(diǎn)是其工作頻率不固定。以上就是LED技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，未來的LED燈回越來越高效，使用壽命也會(huì)由很大的提升，為我們帶來更大便利。