图3 为施加到开关器件栅极的PWM 开关控制信号波形,其周期为14 μs,幅值8 V,占空比8. 3%,周期和预设值有一定差距,这主要是电阻RT阻值误差造成的频率设置偏差。图4 是LED 负载中电流的波形。测量过程是在LED 负载回路中串入0. 5 Ω 电阻测量其两端的电压波形,利用电阻的线性特性来反映电流特性。从波形上看,电流按照锯齿波形周期性变化,峰峰值为40 mV,计算得到其电流纹波为80 mA,输出电流均值为350 mA,经过计算得到其纹波系数为22. 9%。

基于PWM开关控制的白光LED大功率驱动电路设计

图3 PWM开关控制信号

基于PWM开关控制的白光LED大功率驱动电路设计

图4 LED负载中电流波形

电路的输入功率PI实测为9. 9 W,负载消耗功率Pout为8. 7 W,则该电路的转换效率为87. 8%,和对电路效率理论计算所得值相近。

经过对电路的关键点波形测量,和对电路功率的实测,得到该电路工作在71 kHz 的频率开关状态,工作状态稳定、输出功率大、效率较高。但是电路的输出纹波系数偏高,致使安全工作中LED 的发光照度不会达到其最优值,还需要对电路输出滤波部分进一步改进提高。

4 结束语

通过分析了解LED 发光性能和电气特性,得到使用恒流电源驱动、串联方式连接LED 阵列的驱动要求。在PWM 方式开关电路原理的基础上,设计出了基于HV9910B 芯片的典型PWM 方式开关电路,通过实验测量确定其最佳工作频率,较好地完成了对白光大功率LED 的照明驱动。通过理论计算和实际测量,发现开关LED 驱动电源有着较为优越的电路转换效率,工作电压范围宽,恒流输出和转换效率超过85%的特点。但是要更安全地驱动白光LED 进行日光照明,就需要对开关电路的输出进行更为优秀的滤波处理,使电路的输出纹波更小,电流更平稳。

责任编辑;zl

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