LED移频键控信号驱动电路的设计

摘  要： 提出了一种新的推挽功率管驱动信号的死区加入方法，并结合负压电荷泵理论设计了一种通过移频键控控制信号实现LED准恒流调节的方法。该方法可以实现对电流的线性调节，满足中小功率LED对于能量利用效率和延长使用寿命的要求。
关键词： 电荷泵；移频键控；死区；正反馈；LED恒流驱动
       LED照明被视为最有前途的固态半导体照明[1]，灯具质量和使用寿命在很大程度上取决于其驱动电路的设计。LED发光的强度由流过LED的电流决定，电流过强会引起LED的光衰，过弱会影响其亮度，因此，LED的驱动需要提供恒流电源，以保证功率LED使用的安全性，同时达到理想的发光强度[2]。但由于恒流驱动要求驱动管工作在放大状态，所以自身发热严重，且很难提高其能量利用效率[3]。由于脉宽调制（PWM）驱动方式中驱动管工作于开关状态，自身发热大大降低，其优点在一些设计中得到了充分利用[4]，但LED承受频繁的浪涌电流冲击的代价是加速了LED灯珠的光衰，大大降低了使用寿命。针对这一矛盾，本文提出基于移频键控和负压电荷泵技术相结合的LED准恒流驱动方案。采用一种新方式为驱动电路内部的推挽场效应对管提供一定的死区，有效地避免了驱动管瞬间同时导通所带来的尖峰脉冲。通过Protel99se制板及调试，对该方案相关问题进行了研究。
1 电路总体设计方案
     系统由基准电压信号发生器、受控电源、驱动缓冲器、负压电荷泵LED驱动器、电压检测变换器组成。整体系统框图如图1所示。其中受控电源通过内部负反馈控制输出与基准电压相等，输出VCC为后级供电；驱动缓冲器接收调光控制器输出的移频键控信号并进行缓冲，提升其带负载能力；负压电荷泵通过对电容的高速充放电，实现对LED的准恒流驱动；电压检测变换器检测处理前级电压Feedback并对开关电源进行反馈控制，以修正输出电压值VCC，提升调光准确性。