高效率高精度LED控制驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)圖

　　　恒流驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：基于PT4115的LED驅(qū)動(dòng)電路如圖1所示，電路可采用Atmega8單片機(jī)作控制器，設(shè)置兩個(gè)輸入接口，電路的輸入電壓可以是直流也可以是交流，采用PWM信號(hào)加至PT4115的DIM端實(shí)現(xiàn)LED調(diào)光，設(shè)調(diào)光按鈕。

　　圖1 基于PT4115的LED驅(qū)動(dòng)電路圖

　　降低電路功耗的改進(jìn)方案

　　欲減小電路反饋電阻的功耗，最直接的方法就是降低反饋電阻的阻值，在電流相同的情況下，根據(jù)電阻功耗公式可知：電阻阻值能降低多少比例，功耗亦能降低多少比例。但是，反饋電阻的阻值減小意味著反饋的電壓值不足，電路將無(wú)法工作，因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)放大電路，在減小反饋電阻阻值的同時(shí)，保證反饋的電壓大小不變。本文設(shè)計(jì)的放大電路為差分放大電路，如圖4所示，反饋電阻Rf兩端的電壓Vf+和Vf-分別加到運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端。

　　圖4 反饋差分放大電路

　　由圖4，得到VK的計(jì)算公式為：

　　（4）

　　由式（4）可知，通過(guò)設(shè)置不同的系數(shù)，就可以得到相應(yīng)的信號(hào)放大倍數(shù)。在圖4中，R3=R2=10kΩ，R1=R4=100kΩ，則由式（4）可知：

　　（5）

　　對(duì)于如圖4所示的節(jié)能效果，可做一組對(duì)比計(jì)算，假設(shè)有一個(gè)常規(guī)的 Buck LED驅(qū)動(dòng)電路，其驅(qū)動(dòng)電流的區(qū)間為（0，1A），對(duì)應(yīng)的反饋電壓Vk的區(qū)間為（0，800mV），因此其反饋電阻的大小為0.8Ω，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流為1A 時(shí)，反饋電阻的功耗為0.8W；由式（5）可知，當(dāng)Vk的區(qū)間為（0，800mV）時(shí)，（Vf+，Vf-）的區(qū)間為（0，80mV），因此等效反饋電阻R 為0.08Ω；當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流為1A時(shí)，等效反饋電阻的功耗為0.08W，功耗是常規(guī)Buck驅(qū)動(dòng)電路的1/10左右。電路是線性放大，允許工作電流變化范圍大，即調(diào)光范圍大，檢測(cè)信號(hào)能準(zhǔn)確、順利地傳輸?shù)捷敵龆恕?/p>

　　經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：反饋電壓Vk用如圖4所示的差分放大電路處理后，LED的驅(qū)動(dòng)電路的反饋通路損耗降低明顯，與預(yù)期吻合。LED驅(qū)動(dòng)電路的總輸出效率為95.5%以上，采用降反饋通路損耗后，平均來(lái)看，總輸出效率提高了約3.5%。

　　提高電流控制精度的改進(jìn)方案

　　由上文分析可知，為了提高LED控制驅(qū)動(dòng)電路的精度，關(guān)鍵在于提高反饋電流的采樣精度，而提高反饋電流的采樣精度直接并有效的方法是降低正向電流的波動(dòng)范圍，因此提高電流控制精度的方案主要落實(shí)在驅(qū)動(dòng)電路反饋控制電路的設(shè)計(jì)上。本文的改進(jìn)方案是在峰值電流控制方法的基礎(chǔ)上，在反饋控制單元引入雙積分電路，雙積分反饋電路如圖5所示。

　　圖5 雙積分反饋電路

　　在圖5中，Vk是反饋電壓信號(hào)，若與所述的降低功耗的改進(jìn)措施聯(lián)系起來(lái)，Vk是經(jīng)差分放大后的采樣信號(hào)，Vout輸出至LED驅(qū)動(dòng)電路。