高效率高精度LED控制驱动电路设计图

　　　恒流驱动电路设计：基于PT4115的LED驱动电路如图1所示，电路可采用Atmega8单片机作控制器，设置两个输入接口，电路的输入电压可以是直流也可以是交流，采用PWM信号加至PT4115的DIM端实现LED调光，设调光按钮。

　　图1 基于PT4115的LED驱动电路图

　　降低电路功耗的改进方案

　　欲减小电路反馈电阻的功耗，最直接的方法就是降低反馈电阻的阻值，在电流相同的情况下，根据电阻功耗公式可知：电阻阻值能降低多少比例，功耗亦能降低多少比例。但是，反馈电阻的阻值减小意味着反馈的电压值不足，电路将无法工作，因此需要设计一个放大电路，在减小反馈电阻阻值的同时，保证反馈的电压大小不变。本文设计的放大电路为差分放大电路，如图4所示，反馈电阻Rf两端的电压Vf+和Vf-分别加到运放的同相输入端和反相输入端。

　　图4 反馈差分放大电路

　　由图4，得到VK的计算公式为：

　　（4）

　　由式（4）可知，通过设置不同的系数，就可以得到相应的信号放大倍数。在图4中，R3=R2=10kΩ，R1=R4=100kΩ，则由式（4）可知：

　　（5）

　　对于如图4所示的节能效果，可做一组对比计算，假设有一个常规的 Buck LED驱动电路，其驱动电流的区间为（0，1A），对应的反馈电压Vk的区间为（0，800mV），因此其反馈电阻的大小为0.8Ω，当驱动电流为1A 时，反馈电阻的功耗为0.8W；由式（5）可知，当Vk的区间为（0，800mV）时，（Vf+，Vf-）的区间为（0，80mV），因此等效反馈电阻R 为0.08Ω；当驱动电流为1A时，等效反馈电阻的功耗为0.08W，功耗是常规Buck驱动电路的1/10左右。电路是线性放大，允许工作电流变化范围大，即调光范围大，检测信号能准确、顺利地传输到输出端。

　　经实验验证：反馈电压Vk用如图4所示的差分放大电路处理后，LED的驱动电路的反馈通路损耗降低明显，与预期吻合。LED驱动电路的总输出效率为95.5%以上，采用降反馈通路损耗后，平均来看，总输出效率提高了约3.5%。

　　提高电流控制精度的改进方案

　　由上文分析可知，为了提高LED控制驱动电路的精度，关键在于提高反馈电流的采样精度，而提高反馈电流的采样精度直接并有效的方法是降低正向电流的波动范围，因此提高电流控制精度的方案主要落实在驱动电路反馈控制电路的设计上。本文的改进方案是在峰值电流控制方法的基础上，在反馈控制单元引入双积分电路，双积分反馈电路如图5所示。

　　图5 双积分反馈电路

　　在图5中，Vk是反馈电压信号，若与所述的降低功耗的改进措施联系起来，Vk是经差分放大后的采样信号，Vout输出至LED驱动电路。