大功率led驱动方式的技术研究

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1、大功率led驱动方式的技术研究杭州意博高科电器有限公司?浙江杭州？310000摘要：木文采用AMC7140LED驱动芯片，结合芯片的相关特性，设计了一款既可以采用恒流驱动LED芯片，又能通过PWM脉宽调制调节亮度的大功率LED驱动电源。电源设计电路更简单，成木更低；提高了led驱动效率。关键词：PWM调光；大功率LED；驱动电源；恒流驱动采用NE555脉宽调制电路输出稳定的PWM信号，通过AMC7140芯片的OE端和脉宽调制电路的输出端口相连连，构成一个完整的电源模块；通过PWM信号LED驱动电路模块上的持续时间来实现大功率LED亮度可调的功能。该电源包含有：LED驱动电路、NE555PWM

2、脉宽调制电路。1、大功率LED驱动模块设计基于AMC7140的LED驱动电路如图1所示。图1AMC7140驱动电路1.1AMC7140的特点及封装形式所采取的AMC7140恒流驱动芯片具有以下特点：(1)电压范围在5-50V之间，输入电压范围广；(2)输出电流范围大：0~700mA；(3)可驱动1W>3W>5W等功率的LED芯片；(4)具有OE端、PWM控制端口。AMC7140芯片具体有5个管脚，其封装图如图2所示。电阻R4决定了电流ISET,而ISET决定输出电流IOUT,可选取不同阻值的电阻R4,得到不同的输出电流IOUT来兀配LED恒流驱动的方式；VDD为电源输入端；OE为PWM信号控

3、制端口。根据芯片资料可以得出ISET与R4、ISET与IOUT的关系为：图2AMC7140引脚封装图1.2大功率LED驱动电路根据上述的电路参数之间的关系，由图1可知，AMC7140驱动电路比较简单、元器件少，仅需要GND管脚与ISET管脚连接采样电阻R4,VCC和OUT两端直接连接LED的正反向，就可驱动大功率LEDo0E端直接连接PWM脉宽调制信号，就可以通过PWM脉宽信号来实现LED亮度调解的功能oAMC7140输出电流范在0-700mA之间，根据公式(1)、(2)可以得出，R4值决定了不同的输出电流值，因此，根据所匹配LED芯片对恒流电流的要求选取不同的电阻，可实现对LED芯片的恒流

4、驱动。由公式(1)、(2)可以看岀采用该芯片设计LED驱动电源没有采用小电阻、贴片式电阻和电感等元件，降低了设计成本。ISET=IOUT/500(1)R4=VSET/ISET=1.2/ISET(2)2、PWM脉宽调制电路根据脉宽调制的特点以及驱动电源的特性，采用NE555来输出稳定的PWM信号。PWM是一种模拟控制方式，采用NE555实现的PWM脉宽调制电路输出恒定，符合大功率LED恒流驱动的特点。PWM脉宽调制是通过高低电平信号不断反复对LED驱动器进行通断操作而实现的。由PWM信号的脉宽宽度持续时间决定通过LED电流的持续吋间。信号的脉宽宽度越宽，说明LED电流的持续时间越长，LED越亮

5、，反之LED越暗。采用NE555实现PWM脉宽调制信号应用广泛、技术也非常成熟，功能易于实现。NE555脉宽调制电路如图3所示，Rl.R2、R3决定PWM脉宽调制电路的输出固有频率；变阻器R2电路如图4所示，R21决定了输出信号高电平所持续的时间。LED电流的持续吋间为Don,计算公式如式(3)所示，其中α为输出信号高电平的比例，其计算公式如式(4)所示。图4变阻器电路图3NE555脉宽调制(PWM)电路3、大功率LED驱动电路总体设计电路，采用输出电压为12V的开关电源对该电源进行供电。将NE555脉宽调制电路产生的脉宽信号输出端与AMC7140芯片PWM控制端0E相连，通过改

6、变R21的阻值来改变输出信号的高电平所持续的吋间，以此决定LED电流的持续时间，实现LED亮度可调的功能。4、实验结果与分析4.1实验测试所用的仪器采用UT56数字万用表测试电源的输出电流和R21阻值，采用SDS1062C数字示波器观察NE555脉宽调制电路所产生的输出信号，采用DT-130照度计测试不同R21值时LED光源的光照度值，采用FD・LDE・1液晶电光效应实验仪（光功率测试）测试不同R21值吋LED光源的光功率。4.2实验结果及分析将照度计与液晶电光效应实验仪放置到光源发射区同一位置，测试LED在该位置的光照度和光功率。根据实际的数据分析可得，LED的光功率、光照度均随着R21的

7、增加而增加。二者与R21的阻值呈现一定的线性关系。可见，通过PWM脉宽调制可以实现调节LED亮度的功能。通过数字万用表测试电源的输出电流,结果发现，输岀电流基本保持稳定，实现了恒流驱动的设计要求。通过数字示波器观察脉宽调制电路产生的输岀信号，结果表明，输出信号的方波没有毛刺、比较平滑。5、结语本文设计了一款既可以采用恒流驱动LED,又能通过PWM脉宽调制调节亮度的大功率LED驱动电源。该电源没有采用贴片式电阻