淺析led驅動電路的常用調制方式

LED驅動電路按供給LED的電源類型分為恒壓驅動和恒流驅動兩種，恒流LED驅動和恒壓LED驅動；恒流開關型LED驅動電路通過控制電路采樣流過LED燈的電流，并輸出控制信號控制開關功率管的導通與關斷，以調整輸出電流為設定值。調光控制電路主要有可控硅調光電路，脈沖寬度調制（PWM），脈沖頻率調制（PFM），滑模調制（sliding mode control），PWM_PFM調制，PSM調制等。小編選取上述的脈沖寬度調制，脈沖頻率調制，滑模調制來介紹。

01 PWM調制方式

脈沖寬度調制如圖1所示，指在特定頻率下，通過改變開關功率管在每個周期內的導通時間，也就是通過調節占空比來實現輸出電壓的穩定。當輸出電壓由于工作環境、噪聲等因數影響而改變時，誤差放大器采樣電壓變化，并將信號輸送給控制電路，由控制電路調節控制開關功率管信號的占空比，從而維持輸出電壓的穩定。

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結構的PWM調制

PWM調制方式的優點：

（1）PWM調制方式在重載時具有很高的效率，且對負載的變化具有很好的動態響應。

（2）輸出紋波電壓小且線性度高。

（3）頻率穩定，占空比調節不受限制，控制簡單，且電流控制模式和電壓控制模式都適用。

PWM調制方式的缺點：

（1）PWM調制方式在輕載時效率降低。

（2）恒壓驅動時瞬態響應慢，而且需要較復雜的補償電路。

（3）恒流驅動時需要精確的電流檢測電路。

02 PFM調制方式

脈沖頻率調制如圖2所示，在開關功率管導通時間一定的條件下，通過調節開關功率管的關斷時間，來實現對輸出電壓的控制。當輸出電壓變化時，誤差放大器采樣反饋信號，并將與基準信號比較以后的輸出信號送給控制電路，由控制電路分析誤差信號，并產生一個脈沖寬度恒定、頻率變化的方波信號來控制開關功率管，從而維持輸出電壓的穩定。

圖2基于BUCK結構的脈沖頻率調制

PFM調制方式的優點：

（1）PFM調制方式在輕載時具有很高的效率、較好的頻率特性和較高的電壓調整率。

（2）PFM調制方式傳輸信噪比比較高，且具有很好的抗干擾能力。

（3）輸出電壓可調范圍大，功耗低。

PFM調制方式的缺點：

（1）PFM調制方式在重載時效率會降低。

（2）輸出紋波的頻譜分散，沒有規律。

（3）負載調整的范圍很小，造成濾波的成本很高。

03Sliding Mode

調制模式

Sliding Mode調制模式即滑?？刂?，全稱滑模變結構控制，是一種不連續控制。如圖3所示，滑?？刂品绞绞瓜到y結構根據其當前狀態有目的地進行變化，迫使系統在響應條件下沿所設計的軌跡作小幅度、高頻率的上下運動，即滑模運動，從而減輕了系統對擾動及負載跳變的敏感性。

圖3基于BUCK結構的滑?？刂?/p>

Sliding Mode調制方式的優點：態響應速度快、魯棒性強及穩定范圍廣等優點，但存在工作頻率不固定的問題

（1）動態響應速度快。

（2）魯棒性強

（3）穩定范圍廣

Sliding Mode調制方式的缺點是其工作頻率不固定。

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