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1、LED 调光电路设计方案随着能源危机的到来，高效的照明技术得到人们广泛的关注。发光二极管 LED(Light Emitting Ddiode)是利用半导体 PN 结或类似结构把电能转换成光能的器件，以其高效率、低功耗、低电压驱动、使用寿命长等优点，已在众多应用领域中得到普遍的应用，如各类消费电子产品手机、PDA、液晶电视的背光光源等。高亮度 LED 是传统白炽灯的一种理想替代方案，因为前者的寿命和效率都比后者高得多，且不同于紧凑型荧光灯泡，这些 LED 能够在低温下工作。为提高 LED 照明电路的使用性能和适用范围，本文将介绍一种具成本优势的高亮度白光 LED(HBLED)调光方法。对于 HB
2、LD 而言，在高照度工作条件下导通电压高达 35V，工作电流可达 0.153A。LED的发光亮度与流过 LED 正向电流的大小基本上成正比关系，所以 LED 应用的关键技术之一是提供与其特性相适应的电源或驱动电路。高亮度 LED 有两种基本的调光方法。第一种是PWM(脉冲宽度调制)调光方法，即在大于 200 Hz 的某些频率下以 0%100%的不同占空比来导通和关断 LED。导通期间 LED 满电流工作，而关断期间 LED 上没有电流流过，可以保证色彩的一致性。第二种方法是控制流经 LED 串的电流量，这可能导致 LED 串的电压下降，并造成轻微的色差。不过如果观察调光器打开情况下工作的白炽灯
3、，也会看到明显的色彩变化。高亮度白光二极管一般采用恒流电源驱动。因为随着 LED 逐渐变热，其电压降将减小，而且若 LED 串由恒压电源供电的话，电源往往会持续提供过多的电流，使输出电压增大，直到电源达到电流限值或 LED 失效。脉宽调制方式是用较高的频率开关 LED，开关频率超出人一般能够察觉的范围，给人一种 LED 总亮的假象，现在普遍采用脉宽调制方式调节 LED 的亮度，在某些应用中，调光比可达 5 000：1，常用的 LED 驱动有降压型(Buck)、升压型(Boost)、升降压型(BuckBoost)等 3 种。LM3402 是一款由可控电流源衍生的降压型稳压器，输入电压范围涵盖整个
4、汽车应用领域，内置 MOS 管最多可以驱动 5 颗 LED，性价比高，且接受领域较广、线路简洁实用，是众多 LED 驱动 IC 中间的佼佼者。1 系统结构1.1 总体结构由于单个 HBLED 的发光效率不能完全满足亮度要求，因此，需要用多个 LED 组成阵列，1 个LM3402 对 5 个高亮度发光二极管组成的串(HBLE-Ds)进行恒流驱动，接受 1 个微处理器P89LPC932 的 PWM 脉宽调节控制，可实现无级调节，流过每个 HBLEDs 的电流约为 120350 mA。1.2 人机界面操作面板上有 3 个按钮(关闭、调亮和调暗按钮)和 4 个普通发光二极管指示灯。按下关闭按钮，将熄灭
5、高亮度发光二极管串 HBLEDs，再次按下此按钮，则可以回到原亮度显示状态，掉电或重启也可回到设定亮度状态；调亮和调暗按钮用于改变 HBLEDs 的亮度，对应 4 个指示灯，其中每个指示灯有亮暗 2 级指示，这样可以指示 8 挡亮度。1.3 驱动电路驱动电路是整个 LED 调光电路的核心，主要由 1 个微处理器 P89LPC932 和 LM2402 恒流稳压电路组成。LM3402 是一款由可控电流源衍生的降压型稳压器，可驱动串联的大功率、高亮度发光二极管串，可以接受范围在*2V 的输入电压。当使用引脚兼容的 LM3402HV 时，输入电压的上限可达到 75V。按照需要对转换器的输出电压进行调节
6、，以维持通过 LED 阵列的恒定电流水平。只要 HBLEDs 的组合前馈电压不超过 Vo(MAX)，则电路能保持任意数量的 LED中的调节电流不变。图 1 为 LM3402 的典型应用电路示意图，其中 RSNS 为电流设定电阻，平均电流 IF0.2/RSNS，RON 取值与发光二极管串中的 LED 数量有关，5 个以上 LED 时可取值300K，经检测，恒流标称值为 250mA 时(RSNS=0.8 )，电流波动在10mA 以内。DIM1 的逻辑是直接的，因此当 DIM1 端口为高电平时，LM3402 会输出稳定的电流；当 DIM1处为低电平时，禁止任何电流输出。所以对 LM3402 的 DIM1 端口输入 PWM 信号，可对 LED 阵列进行调光，PWM 信号的最大逻辑低电平应为 0.8V，最小逻辑高电平为 2.2V。将 DIM1 端口悬浮或者接至逻辑高电平，一旦输入达到 6V，LM3402 就开始运作。
