精确调光的LED驱动器方案设计

在LED照明设计中需要考虑到调光因素，因此驱动LED面临着许多挑战，本文介绍的一款LED驱动电路设计，采用PWM调节方式使得驱动电路更简单，不仅降低了制造成本，还可以获得较精确的亮度步进调节。

LED的排列方式及LED光源的规范决定着基本的驱动器要求。

LED驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED的电流，而无论输入及输出电压如何变化。最常用的是采用变压器来进行电气隔离。下文论述了LED照明设计需要考虑的调光因素。

正是因为调光的要求所以驱动LED面临着不少挑战，如正向电压会随着温度、电流的变化而变化，而不同个体、不同批次、不同供应商的LED正向电压也会有差异;另外，LED的“色点”也会随着电流及温度的变化而漂移。

下文LED采用多个串联的方式，供电电源为12V电，所以使用了一级升压电路。

LED调光系统组成

LED调光系统组成框图如图1所示。

图1：LED调光系统组成框图

单元硬件电路的设计

1、基于MAX1771的升压(Boost)电路

MAX1771是美信公司的电源管理芯片，可以做为升压电路使用，电路结构为Boost电路，如下图2所示。当电压输入电压的范围是5-12V，输出根据的调节范围是24-36V。引脚1输出PWM来控制场效应管IRF3205的导通与截止。引脚3是电压反馈端，内置1.25V的稳压源。当输入到3脚的电压高于或低于1.25V时，芯片会自动调节PWM占空比的减小或增大，以得到稳定的输出。

图2：基于MAX1771的Boost电路原理图

2、LED驱动电路的设计

LED驱动电路原理图如图3所示。由于Buck电路的驱动比较复杂，故使用如下的电路，使在场效应管关断后让LED的负极电压升高，使得LED关闭。当场效应管导通时，LED的负极电压被拉低，使得LED发光。PWM调节方式使得驱动电路更简单，降低了制造成本，并可以获得较精确的亮度步进调节。

图3：LED驱动电路原理图

软件设计

采用STC89C52单片机输出频次为230Hz的PWM来驱动场效应管IRF3205的开断，其中用独立键盘来实现PWM占空比1%-99%连续可调，步进值为1%。同时使用液晶YJDC-1对LED的亮度即PWM的占空比进行显示，形成了良好的人机界面。软件流程图如图4所示。

图4：软件流程图

电路原理图及印制板图

图5：电路原理图及印制板图