白光LED的PWM驅動方式分析

摘要：白光由于所具有的低成本、長壽命和小體積的特性，正在迅速成為照明和背光源的選擇，其驅動電路的研究受到廣泛關注。LED實現調光功能的方法可分為2種：模擬調光和PWM調光。采用模擬調光技術的缺點是：隨著正向電流改變會產生色偏現象，而PWM調光通過開啟和關閉LED來改變正向電流導通時間以達到亮度調整的效果。本文將說明如何利用PWM來調整亮度，設計了適合照明應用的LED驅動電路，經使用取得了良好的照明效果。
關鍵詞：LED；驅動；PWM；照明

白光LED的電學特性具有很強的離散性，而且白光LED是一種同態電光源，是一種半導體照明器件。它具有體積小、機械強度大、功耗低、壽命長，便于調節和控制以及無污染等特征，是一種有極大發展前景的新型光源產品。但由于白光LED正向伏安特性非常陡，為其供電比較困難，白色LED工作電壓的較小波動就會導致工作電流的急劇變化，甚至可能燒壞LED。為了保持LED工作電流穩定，保證LED能正常可靠的工作，驅動電路設計至關重要。這里設計一種基于PWM的可調光LED驅動電路，可提供LED所需的電壓和電流，且具有色溫高、經濟實用、壽命長的特點。

1 白光LED的電特性
1．1 LED發光強度與電流的關系
LED器件在極限工作電流范圍內發光強度隨正向電流的增加而增加，但不同半導體材料制成的LED器件，其發光強度與正向電流的變化關系有所不同。從總體上看，發光強度Ir都是隨著正向電流If的增加而增加的。
Ir與If的關系曲線描述為達到所需的發光強度，LED應該用多大的電流來驅動。LED發光強度與正向電流的關系如圖l所示。圖l中的曲線以紅色發光LED為例，當正向電流約40 mA時，紅色LED的發光強度幾乎不再發生變化。也就是說，只要控制紅色LED陣列的正向電流達到一定值，其發光強度也就趨向飽和。