LED白光照明模組驅動電路設計方案

由于當前溫室效應和能源危機的影響，使得人們對節能技術越來越關注。LED照明具有節能、壽命長等優點，LED照明技術作為新型綠色照明技術，目前的應用日趨廣泛。LED的白光照明通常是使用藍、綠、紅三原色多芯片LED模組構成，由于這種LED模組中每種LED芯片的老化特性不同，因此色溫會隨著時間和溫度而發生變化。這就給白光LED的使用帶來了限制。

1 白光LED模組的驅動

對于傳統光源的驅動方式麗青，大都是以恒定電壓的形式存在，這就使得傳統光源的驅動十分簡單。在線性范圍內，LED的發光強度與其驅動電流及正向壓降成正比，并隨著溫度而變化，這就需要恒定的電流來驅動LED。除此之外。白光LED模塊有一個重要的指標，就是色溫。色溫以絕對溫度K來表示，某光源與黑體的顏色相同時，就把黑體當時的絕對溫度稱為該光源的色溫。白光LED色溫取決于所發出的白光中3種色彩成分的構成比例。

為了調節白光LED模組光源的色溫，就需要對白光LED模組里中的藍、綠、紅3個LED芯片的驅動電流進行單獨控制，就需要3個獨立的恒流驅動電路。目前，恒流驅動電路一般都采用開關模式的PWM控制器來實現，其驅動電流的調節主要分為模擬調節方式和PWM調節方式。

模擬調節方式是利用PWM控制器來對驅動電流進行調節，以穩定LED的驅動電流，得到穩定的輸出光強。由于通常PWM控制器的反饋控制信號是一個電壓值，所以模擬調節是利用一個測量電阻對輸出驅動電流進行采樣，并將其轉換為反饋電壓信號，通過PWM控制器對反饋電壓的穩定，從而達到穩定輸出驅動電流的目的，電路原理圖如圖1所示。

使用模擬方式調節輸出電流來調節LED輸出光強的方法存在一個很大的問題：由于LED的輸出波長會隨著LED的驅動電流改變而發生變化，這樣在不同的輸出光強下，白光LED模組的色溫就會發生變化。

為了克服上述的缺點，人們又開發了對LED驅動電流的PWM調節方式。

2 LED驅動電流的PWM調節方式

PWM調節方式是指在1個周期內使用特定占空比的脈沖驅動波形來驅動LED的方式。LED的平均驅動電流取決于脈沖波形的占空比和LED額定驅動電流，在固定LED額定驅動電流的情況下。通過改變占空比，就可以改變LED的平均驅動電流，從而改變LED的輸出光強度。為了避免閃爍效果。通常脈沖波形的頻率要大于200 Hz。

凌力爾特公司的LED驅動芯片LT3474是一種額定輸出電流可調的LED恒流驅動控制芯片，最大驅動電流可以達到1 A。它提供了2種驅動方式：模擬調節方式和PWM調節方式。在PWM調節方式下，利用改變外加的PWM信號的占空比，可以實現400：1的調光比。其PWM調節方式的典型應用電路如圖2所示，其中外加PWM控制信號由PWM管腳施加。

圖3所示為在PWM調節方式下，外加PWM脈沖驅動信號和輸出驅動電流的測量結果。從圖3中可以清楚地觀察到LED驅動電流是受外加PWM信號的控制。其中REF管腳的輸出參考電壓為1.25 V，如果將VADJ與REF管腳短接，則輸出的額定LED驅動電流為最大輸出電流（1 A）。對LED的額定驅動電流JLED的調節是通過改變VADJ管腳的電壓而實現，可以通過將REF所輸出的1.25 V參考電壓分壓而完成。輸出LED的額定電流由下式得到：

3 色溫可調的白光驅動電路設計

為了穩定LED輸出光的光強、色溫，并實現光強、色溫的調節，設計了一種白光LED模組驅動電路，其框圖如圖4所示，其中使用了分別帶有藍、綠、紅濾光片的光強探測器對構成白光LED模組的3種LED光強進行監控，并通過AVR單片機的控制，改變相應的PWM控制信號的占空比，穩定藍、綠、紅3個LED的光強，就穩定了白光LED模組的光強和色溫，其中每路LED的驅動電路中都使用了LT3474作為驅動控制芯片。

對輸出白光的調節，可以分為光強和色溫調節。如果只是改變光強，則等比例地改變3個LED驅動電路中PWM信號的占空比；如果需要改變色溫，則通過對藍、綠、紅LED使用不同占空比進行控制，從而實現白光中3種色彩成分比例的調節而調節色溫。當然，也可以同時對輸出光強和色溫進行調節。通過該電路，就真正實現了對白光LED模組的光強和色溫的實時控制。而且由于使用了光強探測器的反饋控制，克服由于LED老化而引起的光強、色溫變化，并可以根據個人喜好調節LED燈具的光強和色溫，達到了良好的照明效果。

4 結 語

本文討論了LED驅動的2種調節方式，介紹了PWM調節的電路，并提出了一種白光LED模組的驅動控制電路，通過利用三色光強探測器，實現了對光強和色溫的實時調節控制。該電路可心克服由于LED老化而引起的光強、色溫變化，并可以根據個人喜好調節LED燈具的光強和我色溫，達到了良好的照明效果。