LED模拟调光电路设计优化

LED照明灯根据不同的使用目标，选择不同的调光驱动方式，如使用LED做背光源时，要根据LED的发光亮度、不同的环境将发光源亮度做相应的变化，这时就要选用LED不同的驱动器，其调光方式有模拟调光、数字调光、脉宽调光、晶闸管调光和无线调光等。我们知道，各种调光都具有各自的优缺点，要根据实际应用的用途、环境来选择不同的LED驱动器，例如，作汽车内部液晶显示器背光，受使用环境的影响，汽车内的亮度变化较大，有阴天、晴天、白天、黑夜之分，所以使用环境变化很大，因此，相对LED照明的亮度和照度的范围很大，要求调光比达到1000∶1，这时，可采用PWM调光方式；而家用照明的亮度变化较小，可采用双向晶闸管调光方式。

1.模拟调光的特点

所谓模拟信号调光是利用直流电压或电流作信号对LED驱动电源进行触发，实现LED线性调光，根据调光方式，要求触发信号是连续性的，这种模拟调光的特点是触发电路简单、制作容易，因为是连续触发，LED发光源无闪烁、亮度稳定。但是，也有不可回避的缺点：由于实施模拟信号，使得调光的范围小。当触发信号发生变化时，结果使得LED发光源发生偏色，影响发光质量。其次，由于用模拟信号驱动LED，而使LED始终处于工作调光状态，连续型信号的触发增加电源的损耗，降低电源效率，这种方式不可取。模拟调光一般对连续信号进行调制。

2.模拟调光的实施方法

以连续电感电流LED驱动器为例，说明模拟调光基本原理。图1-42所示为自激降压式LED驱动器原理框图。模拟调光信号输入电压V_ADM，经过电阻R₂偏置，为V_ADM提供1.20V的电压信号，LPF为用于抑制高频干扰的低通滤波器。恒流控制电路：由比较器1、MOS管VT₃、负载电阻R_L和功率开关管VT₁组成。电源关断控制电路：包括稳压管、运算放大器，还包括P型MOS管VT₂，及限流电阻R₁组成镜像电流源等。它的输出电流I_J是LED的工作电流I_LED的镜像电流，I_LED=KI_J，式中，K为比例关系数。R₁为镜像电流源内的限流电阻。V_i是输入电压，R_F为镜像电流负载电阻。

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图1-42 MT7201模拟调光基本原理框图

比较器1的作用相当于施密特触发器，当它输出高电平时，使开关管VT₁导通，电流I_LED线性增大，这时镜像电流I_J也同步线性增加，进而V_RL升高。比较器1输出低电平，将VT₁关断，使流经LED的I_LED线性减小，最后VT₃截止。由于R_F串联在R_FH上，这样抬高了比较器1的反馈电压V_RL，保持了比较器1输出低电平，直到下一个振荡周期。

3.MT7201在LED驱动中的应用

高性能的MT7201，输出LED恒流驱动，具有很高的一次性价比，与其他国内外LED驱动芯片相比，具有以下优点和特点：由图1-43可知，电路具有极少的外部元器件，制造容易，成本极低；很宽的输入电压范围，为7～40V；极高的工作效率，高达95%；使用ADj脚，可进行LED开关、模拟调光和PWM调光；输出电流精度高达1.5%，对输出电流能进行可调的恒流控制，所以为恒流、恒压输出驱动LED创造了有利条件；LED电路具有开路、输出短路以及芯片过温保护。电路适用于LED射灯、日光灯、路灯、交通指示灯。引脚完全兼容ZXLD1350/ZXLD1360、PT4115、SN3350等各种驱动芯片，不需大的调试。