白光LED的PWM驱动方式分析

摘要：白光由于所具有的低成本、长寿命和小体积的特性，正在迅速成为照明和背光源的选择，其驱动电路的研究受到广泛关注。LED实现调光功能的方法可分为2种：模拟调光和PWM调光。采用模拟调光技术的缺点是：随着正向电流改变会产生色偏现象，而PWM调光通过开启和关闭LED来改变正向电流导通时间以达到亮度调整的效果。本文将说明如何利用PWM来调整亮度，设计了适合照明应用的LED驱动电路，经使用取得了良好的照明效果。
关键词：LED；驱动；PWM；照明

白光LED的电学特性具有很强的离散性，而且白光LED是一种同态电光源，是一种半导体照明器件。它具有体积小、机械强度大、功耗低、寿命长，便于调节和控制以及无污染等特征，是一种有极大发展前景的新型光源产品。但由于白光LED正向伏安特性非常陡，为其供电比较困难，白色LED工作电压的较小波动就会导致工作电流的急剧变化，甚至可能烧坏LED。为了保持LED工作电流稳定，保证LED能正常可靠的工作，驱动电路设计至关重要。这里设计一种基于PWM的可调光LED驱动电路，可提供LED所需的电压和电流，且具有色温高、经济实用、寿命长的特点。

1 白光LED的电特性
1．1 LED发光强度与电流的关系
LED器件在极限工作电流范围内发光强度随正向电流的增加而增加，但不同半导体材料制成的LED器件，其发光强度与正向电流的变化关系有所不同。从总体上看，发光强度Ir都是随着正向电流If的增加而增加的。
Ir与If的关系曲线描述为达到所需的发光强度，LED应该用多大的电流来驱动。LED发光强度与正向电流的关系如图l所示。图l中的曲线以红色发光LED为例，当正向电流约40 mA时，红色LED的发光强度几乎不再发生变化。也就是说，只要控制红色LED阵列的正向电流达到一定值，其发光强度也就趋向饱和。