浅析led驱动电路的常用调制方式

电子工程师 2019-11-05 8499

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描述

LED驱动电路按供给LED的电源类型分为恒压驱动和恒流驱动两种，恒流LED驱动和恒压LED驱动；恒流开关型LED驱动电路通过控制电路采样流过LED灯的电流，并输出控制信号控制开关功率管的导通与关断，以调整输出电流为设定值。调光控制电路主要有可控硅调光电路，脉冲宽度调制（PWM），脉冲频率调制（PFM），滑模调制（sliding mode control），PWM_PFM调制，PSM调制等。小编选取上述的脉冲宽度调制，脉冲频率调制，滑模调制来介绍。

01 PWM调制方式

脉冲宽度调制如图1所示，指在特定频率下，通过改变开关功率管在每个周期内的导通时间，也就是通过调节占空比来实现输出电压的稳定。当输出电压由于工作环境、噪声等因数影响而改变时，误差放大器采样电压变化，并将信号输送给控制电路，由控制电路调节控制开关功率管信号的占空比，从而维持输出电压的稳定。

PWM

图1.1电压模式

PWM

图1.2峰值电流模式

PWM

图1.3平均电流模式

图1基于BUCK结构的PWM调制

PWM调制方式的优点：

（1）PWM调制方式在重载时具有很高的效率，且对负载的变化具有很好的动态响应。

（2）输出纹波电压小且线性度高。

（3）频率稳定，占空比调节不受限制，控制简单，且电流控制模式和电压控制模式都适用。

PWM调制方式的缺点：

（1）PWM调制方式在轻载时效率降低。

（2）恒压驱动时瞬态响应慢，而且需要较复杂的补偿电路。

（3）恒流驱动时需要精确的电流检测电路。

02 PFM调制方式

脉冲频率调制如图2所示，在开关功率管导通时间一定的条件下，通过调节开关功率管的关断时间，来实现对输出电压的控制。当输出电压变化时，误差放大器采样反馈信号，并将与基准信号比较以后的输出信号送给控制电路，由控制电路分析误差信号，并产生一个脉冲宽度恒定、频率变化的方波信号来控制开关功率管，从而维持输出电压的稳定。

PWM

图2基于BUCK结构的脉冲频率调制

PFM调制方式的优点：

（1）PFM调制方式在轻载时具有很高的效率、较好的频率特性和较高的电压调整率。

（2）PFM调制方式传输信噪比比较高，且具有很好的抗干扰能力。

（3）输出电压可调范围大，功耗低。

PFM调制方式的缺点：

（1）PFM调制方式在重载时效率会降低。

（2）输出纹波的频谱分散，没有规律。

（3）负载调整的范围很小，造成滤波的成本很高。

03Sliding Mode

调制模式

Sliding Mode调制模式即滑模控制，全称滑模变结构控制，是一种不连续控制。如图3所示，滑模控制方式使系统结构根据其当前状态有目的地进行变化，迫使系统在响应条件下沿所设计的轨迹作小幅度、高频率的上下运动，即滑模运动，从而减轻了系统对扰动及负载跳变的敏感性。

PWM

图3基于BUCK结构的滑模控制

Sliding Mode调制方式的优点：态响应速度快、鲁棒性强及稳定范围广等优点，但存在工作频率不固定的问题

（1）动态响应速度快。

（2）鲁棒性强

（3）稳定范围广

Sliding Mode调制方式的缺点是其工作频率不固定。

责任编辑:zl

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