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調制模式即滑模控制,全稱滑模變結構控制,是一種不連續控制。如圖3所示,滑模控制方式使系統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結構的滑模控制
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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