基于滯環(huán)跟蹤控制的LED驅動(dòng)電路設計
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1．3 滯環(huán)比較跟蹤電路設計
圖3所示為滯環(huán)跟蹤控制的電路原理圖，由運算放大器和電阻組成的電壓比較前級，與非門(mén)組成的RS鎖存器以及消抖D觸發(fā)器。Vo1為滯環(huán)控制電壓的上限值，Vo2為滯環(huán)控制電壓的下限值。當輸入電壓小于Vo2時(shí)輸出滯環(huán)輸出為1，使開(kāi)關(guān)器件導通；當電壓在Vo1～Vo2之間時(shí)為保持狀態(tài)；當輸入電壓高于Vo2時(shí)滯環(huán)輸出為0，使開(kāi)關(guān)器件關(guān)閉。如此反復，即可完成對電流的跟蹤控制作用。由于電路頻率抖動(dòng)范圍過(guò)大，電路輸出連接D觸發(fā)器，降低滯環(huán)的抖動(dòng)頻率，f≤CLK。
由圖可知電壓閾值：
Vo1=V(R6+R7)／(R5+R6+R7) (2)
Vo2=VR7／(R5+R6+R7) (3)
因此可以通過(guò)調節R5，R6和R7來(lái)調節閾值電壓，從而實(shí)現輸出恒定電流值的調節。電路電流平均值等于流過(guò)取樣電阻的平均值。即：Iled=IR10。
IR10=R14／R12·(Vin0-Vin1)／R10=(Vo1+Vo2)／(R14／R12)／R10／2 (4)
滯環(huán)電流范圍是：
△I=(Vo1-Vo2)·R12／(R10·R14) (5)
2 滯環(huán)跟蹤控制驅動(dòng)電路仿真分析
為了驗證以上分析，本文采用仿真軟件PSIM 6．0對該電路控制方法進(jìn)行時(shí)域仿真，電路的基本參數為：V1=30 V，V2=5 V，R5=100 kΩ，R6=50 Ω，R7=700 Ω。L=1 mH，C=100μF，R10=0．1 Ω，R11=R12=R13=R14=10 kΩ，CLK=500 kHz，其中大功率LED等效為R3=30 Ω電阻負載。
由式(1)～式(3)可得表1。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/167344.htm
由仿真波形圖4可得穩態(tài)電流為366．5 mA，與理論相差6．5 mA，相對誤差為1％。精確的控制了LED的平均電流，并且紋波電流小于0．01 mA，開(kāi)啟電流緩慢上升，具備電路軟啟動(dòng)的功能，對電路起到了很好的保護。圖5和圖6可知由滯環(huán)跟蹤控制的輸出電平脈寬寬度能很好的跟蹤電感峰值電壓，實(shí)現輸出恒定的電流值。但由于系統的延時(shí)，電感電壓會(huì )略超出或略低于閾值電壓。
經(jīng)進(jìn)一步仿真，當輸入電壓在10～100V之間變化時(shí)，輸出電流變化小于10 mA。當輸出負載為10 Ω、20 Ω和30 Ω的時(shí)，電流變化同樣小于10 mA。系統能穩定工作，表明電路具有很強的自穩定性。
3 結語(yǔ)
滯環(huán)比較跟蹤控制的LED驅動(dòng)電路通過(guò)調節閾值電壓范圍可以精確控制LED的平均電流值，很好地滿(mǎn)足了大功率LED對電流的要求；它還解決了峰值電流控制的平均電流與峰值電流不一致以及需要額外補償電路的問(wèn)題。通過(guò)仿真分析可知，電路的平均電流值穩定，紋波電流小，并且具備軟啟動(dòng)的特性，能滿(mǎn)足對色溫要求很高的大功率LED驅動(dòng)電路的要求。滯環(huán)比較跟蹤控制的LED驅動(dòng)電路具有響應速度快，系統魯棒性好，改善了電路的啟動(dòng)特性，適應寬范圍內電壓的輸入和負載變化較大的場(chǎng)合等顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)，而且由于電路具有自穩定性，故電路無(wú)需額外斜坡補償，使電路變得相對簡(jiǎn)單。
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