大功率LED驱动电源方案分享之调光电路设计

昨天我们为大家分享了一种新型的LED电源设计方案，该方案主要利用光控电路进行整体电源设计。昨天我们主要分享的是这一大功率LED驱动电源方案的驱动电路设计思路，并进行了简要的分析和介绍。今天我们将会重点就这一方案的调光电路设计思路，进行详细的分析，下面我们就来详细的看看吧。

LED驱动电源的温度补偿及调光电路

我们都知道，当LED周边的温度较高的时候，LED本身的热度就会更高。在这种情况下，LED的使用寿命就会受到一定的影响。为了将这种影响降低，我们会采取一些补救办法，比如电路温度补偿。由于LED的驱动电流设计为不随温度变化的恒流源，当LED周围温度低于安全温度点时，输出最高容许电流并保持不变。当LED周围温度高于安全温度点时，工作电流就不在安全区内，这将导致LED的性能远低于标称数值。

图1 LED电源温度补偿及调光电路图

在图1当中，我们能够看到电路温度补偿功能的原理。电路温度补偿功能的实现主要依靠的事AVR单片机和MBI1802芯片，从图中可知，通过电路温度补偿，能够比较精准的调整LED亮度。主要原理如图所示，采用AVR 单片机及MBI1802芯片的工作电压为5V，通过MBI1802的一个外部电阻器Rext，可以调节输出电流的范围为40~360mA，在特定的光照下，只要不超过LED的额定电流，可随意输出电流，这样用户可以灵活的控制LED的光强度。同时，MBI1802芯片的第七脚连接AVR单片机，根据温度传感器18B20 所测到温度和检测到的光敏电阻RG的阻值，AVR单片机通过输出PWM波到MBI1802来控制其输出电流，实现LED的温度补偿，同时可以精确调节LED亮度，进而实现LED的调光功能。

恒流效果实验

图2是我们针对LED电源的恒流效果实现情况而进行的实验。恒流效果是指用恒流方式驱动LED，让LED驱动电源的电流不受温度影响。我们知道，LED工作电流能够根据温度改变，温度上升时，电流也会提高，但恒流方式驱动可以稳定电流，具体实验过程如下：如果LED的驱动未采用恒流源驱动方式，那么PN结半导体器件在正向导通后，结电压VF随环境温度上升而下降，即-2mV/℃，称PN结的负温度效应，该特性直接影响它的发光效率、发光亮度、发光色度。例如当常温30℃时，选择LED最佳工作电流为135mA，当环境温度升到90℃，结电压VF下降，工作电流急剧增加到265~282mA。当温度下降至-40℃时，结电压VF上升，最佳工作电流将从135mA减小到27mA，发光亮度也随电流的减少而降低，达不到所需的照度，如图4中电流曲线I。

图2 LED电源恒流效果图

通过以上的实验内容以及图片，我们知道，当我们为大功率LED电源提供恒定电流的过程时，我们可以选用MBI1802芯片，这能够帮助我们提高LED的使用寿命。通过MBI1802芯片来驱动大功率LED，为其提供恒定的电流，同时达到理想的发光强度。采用AVR单片机进行温度补偿和调光控制，可提高LED寿命，实现LED照度的调节。通过取点实验表明，该方案的设计原理合理、方案可行，补偿效果明显。