高亮度白光LED調光電路設計分析

隨著能源危機的到來，高效的照明技術引起了廣泛的關注。發光二極管led（Light EmitTIng Ddiode）使用半導體PN結或類似結構將電能轉化為光能設備，以其高效、低功耗、低壓驅動、使用壽命長等優點，已廣泛應用於各種消費電子產品手機等多個應用領域PDA、液晶電視的背光光源等。LED是傳統白熾燈的理想替代方案，前者的壽命和效率遠高於後者，與緊湊型熒光燈泡不同LED能在低溫下工作。LED照明電路的使用性能和適用範圍將介紹具有成本優勢的高亮度白光LED（HBLED）調光方法。

對於HBLD在高照度工作條件下，導通電壓高達3~5 V，工作電流可達0.15～3 A。LED發光亮度和流過LED正電流的大小基本成正比，所以LED應用的關鍵技術之一是提供適合其特性的電源或驅動電路。LED有兩種基本的調光方法。第一種是PWM(脈衝寬度調製)調光方法大於200 Hz以0%~100%的不同比例導通和關閉某些頻率LED。導通期間LED滿電流工作，而關斷期間LED沒有電流，可以保證顏色的一致性。第二種方法是控製流經LED串的電流可能會導致LED串的電壓下降，造成輕微的色差。但是，如果觀察調光器打開時工作的白熾燈，也會看到明顯的顏色變化。

高亮度白光二極管通常由恒流電源驅動。LED如果逐漸變熱，電壓降會降低，如果LED如果串由恒壓電源供電，電源往往會繼續提供過多的電流，增加輸出電壓，直到電源達到電流限值或LED失效。脈寬調製方式是用較高的頻率開關LED，開關頻率超出了人們通常能察覺到的範圍，給人一種感覺LED總亮的假象，現在一般采用脈寬調製的方進行調

整LED的亮度，在某些應用中，調光比可達5 000：1，常用的LED驅動有降壓型（Buck）、升壓型（Boost）、升降壓型（Buck～Boost）等3種。LM3402是一種由可控電流源衍生的降壓穩壓器。輸入電壓範圍涵蓋整個汽車應用領域，內置MOS最多可驅動5根管子LED，性價比高，接受領域廣，線路簡潔實用，是眾多LED驅動IC中間的佼佼者。

1、係統結構

1.1 總體結構

由於單個HBLED發光效率不能完全滿足亮度要求，因此需要使用多個LED組成陣列，1個LM由3402對5個高亮度發光二極管組成的串（HBLE-Ds）恒流驅動，接受微處理器P89LPC932的PWM脈寬調節控製可實現無級調節，流過每一個HBLEDs電流約為120~350 mA。

1.2 人機界麵

操作麵板上有3個按鈕(關閉、調亮、調暗按鈕)和4個普通發光二極管指示燈。按下關閉按鈕，熄滅高亮度發光二極管串HBLEDs，再次按下此按鈕，可回到原亮度顯示狀態，斷電或重啟也可回到設定亮度狀態；調亮和調暗按鈕用於改變HBLEDs亮度對應4個指示燈，其中每個指示燈有亮暗2級指示，可指示8檔亮度。

1.3 驅動電路

整個驅動電路LED調光電路的核心主要由一個微處理器組成P89LPC932和LM由2402恒流穩壓電路組成。LM3402是一種由可控電流源衍生的降壓穩壓器，可驅動串聯大功率、高亮度發光二極管串，可接受*2V輸入電壓。使用引腳兼容時LM3402HV輸入電壓的上限可達75V。調整轉換器的輸出電壓，以維持通過LED隻要陣列的恒定電流水平。HBLEDs組合前饋電壓不得超過Vo（MAX），電路可以保持任何數量LED調節電流不變。LM典型的3402應用電路示意，其中RSNS為電流設置電阻，平均電流IF