一種滯環(huán)控制的LED驅動設計
由圖3(a).圖3(b)可知iRS 電壓在一個最大值與最小值之間滯環(huán)變化,VGS 從最大占空比與最小占空比之間變化.該圖形表明,該滯環(huán)電路能穩(wěn)定iRS平均電壓,即穩(wěn)定輸出電流Iled.且占空比變化范圍大,能適應大范圍輸入電壓變化或輸出負載變化的場合.圖4為調光信號占空比為0.5時的電路的工作波形圖,通道1的波形為加入調光信號后輸出的電流波形圖.通道2為頻率300 Hz 脈寬從1%~99%可調的PWM 數字調光信號.
2.2 實驗數據測試與分析
圖5數據圖形為分別對1顆1 W,3顆1 W,5顆1 W的電路進行輸入電壓,輸出電流的數據測試圖.由圖可知電路滯環(huán)控制跟蹤性能好,能較好的穩(wěn)定電流較好.
輸入電壓與輸出電流幾乎呈現線性比例關系,輸入電壓升高輸出電流緩慢增大.主要原因可能為占空比變化范圍較大,電路條件改變導致的反饋環(huán)路的穩(wěn)定性變差以及電路的固有延時.由設定參數可得平均電流為360 mA.實測效果為330 mA左右,主要為差分放大電路的4個差分放大電阻匹配不精準,導致放大倍數與理論值有差異,此外放大倍數還與運放的放大帶寬有關.
表1的測試結果表明,在常溫條件下,對1顆燈珠在20 V 輸入時,300 Hz PWM 數字調光信號占空比D 從0.1%變化到99.9%的輸出電流測試結果中,電流與占空比在5%~95%之間基本成線性關系,每5%增加20 mA左右的電流,調光效果好.其中測試占空比為2%~3%或96%~99%時電流出現反常現象,其主要原因為,電路一般要3~4個正常的開關周期才能正常工作,所以當占空比過小時,電路還沒有正常工作MOS-FET 門極電壓又變?yōu)榈碗娖疥P閉了.當占空比太大時,MOS-FET 門極電壓為低電平時,電路還沒有正常關斷下一個導通時間又到了,導致電路又開啟,所以電流出現反?,F象.
3 結語
研究設計了一種高邊電流檢測的滯環(huán)控制的LED驅動電路.電流滯環(huán)控制方式解決了電流峰值控制中峰值電流與平均電流不一致的問題,并且沒有峰值電流控制中出現的占空比大于0.5時次諧波震蕩現象,故無須斜坡補償電路,電路結構相對簡單.能適應寬范圍類電壓輸入以及較大范圍負載變化的場合.且電路實現了數字PWM調光,實驗測試結果表明電路性能穩(wěn)定,調光效果好,無閃爍,電流平滑變化,能適應需要智能調光的場合,符合節(jié)能的要求以及可以用在原邊反饋,次級輸出電壓波動較大的無光耦反饋的廉價場合.
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