本文設(shè)計(jì)的LED路燈驅(qū)動(dòng)電路采用市電供電且不用電源變壓器，驅(qū)動(dòng)電路體積大為減少。驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)的同時(shí)帶有PFC功能，符合當(dāng)前綠色環(huán)保的要求；智能調(diào)光電路采用PWM調(diào)光方式，LED發(fā)出較純的白光，不產(chǎn)生色偏。驅(qū)動(dòng)電路是由HV9931控制的Buck-Boost-Buck電路，直接由市電供電實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)且?guī)в蠵FC功能；調(diào)光方式采用PWM調(diào)光，用TLS2561作為光強(qiáng)度傳感器，由PIC16C62控制產(chǎn)生PWM調(diào)光信號(hào)控制HV9931實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該電路轉(zhuǎn)換效率高，功率因數(shù)高，輸入電流的THD小，白光LED路燈光色純正而且節(jié)能，很有市場前景而且有進(jìn)一步研究的價(jià)值。

1引言

LED被認(rèn)為是綠色的第四代光源，是一種固體冷光源，具有高效、壽命長、安全環(huán)保、體積小、響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)在城市景觀裝、交通信號(hào)與商業(yè)廣告上廣泛應(yīng)用。近年來隨著制造工藝的不斷發(fā)展，大功率高亮度LED性能不斷提升，價(jià)格不斷下降，目前達(dá)到同樣的明明效果，LED的耗電量大約是白熾燈的1/10，熒光燈的1/2[2].這些都使得其開始應(yīng)用于一般照明中，而且很有發(fā)展前景，大有取代白熾燈和熒光燈這些傳統(tǒng)光源的趨勢，世博會(huì)上LED燈的應(yīng)用可以說代表著這個(gè)方向。LED調(diào)光可以節(jié)能，高亮度白光LED的驅(qū)動(dòng)和調(diào)光是近年來研究的熱點(diǎn)，本文在這方面進(jìn)行了些研究，并設(shè)計(jì)了一款帶有功率因數(shù)校正的LED路燈驅(qū)動(dòng)和智能調(diào)光系統(tǒng)。

2LED特性、驅(qū)動(dòng)要求及調(diào)光方式

LED的理論光效為300lm/W.目前實(shí)驗(yàn)室水平達(dá)260lm/W，市場化水平在120lm/W以上。高亮度LED的一般導(dǎo)通電壓約為3.0~4.3V，但其核心仍是PN結(jié)，其伏安特性與普通二極管相同。當(dāng)加在LED上電壓小于其導(dǎo)通電壓時(shí)，LED上幾乎沒有電流通過。但當(dāng)LED導(dǎo)通后，其正向電流隨正向電壓按指數(shù)規(guī)律變化，很小的電壓波動(dòng)就會(huì)引起很大的電流變化。在導(dǎo)通區(qū)電壓從額定值的80%上升到100%，電流則從其額定值的0%上升到100%.

圖1LED相對光通量與正向電流關(guān)系

圖1是LED相對光通量和其正向電流IF的關(guān)系圖。圖中可以看出LED的光通量和其正向電流成正比的關(guān)系，因此可能通過控制LED的正向電流來控制其發(fā)光亮度。LED若采用恒壓源驅(qū)動(dòng)，很小的電壓變化將引起很大的電流變化，因此恒壓驅(qū)動(dòng)只適用于要求不高的小功率的場合下。在要求高的場合和大功率的場合下LED都要采用恒流驅(qū)動(dòng)。研究表明，LED發(fā)光亮度隨工作時(shí)間下降，亮度下降后光效隨電流的增加而減少，LED的亮度與驅(qū)動(dòng)電流成飽和關(guān)系。LED的電流達(dá)到其額定電流的70%~80%后，很大比例的電流轉(zhuǎn)化成了熱能，因此LED的驅(qū)動(dòng)電流宜為工作電流額定電流的70%~80%。在恒壓驅(qū)動(dòng)或PWM調(diào)光中，最大電流不宜超過最小電流的3倍，否則的話沖擊電流會(huì)大大減少LED的使用壽命[8].目前來說市場化單個(gè)LED的功率都不大，大都在10W以下，實(shí)際用于照明是把多個(gè)LED按一定方或串并聯(lián)之后形成LED陣列。

從圖1也可得出，改變LED的電流即可改變LED的亮度。改變電流有兩種方式，相應(yīng)的LED調(diào)光也有兩種方式。一種是連續(xù)調(diào)節(jié)LED中電流的大小來改變LED的亮度，這種方式稱之為模擬調(diào)光，通過LED中的電流是連續(xù)的；另一種是通改變LED流過電流的時(shí)間與關(guān)斷的時(shí)間之比來改變LED的亮度，LED流過電流時(shí)電流是恒定的，關(guān)斷時(shí)流過LED的電流為零，這種方式稱為PWM調(diào)光，它是通過人眼察覺不到的頻率快速的開關(guān)LED，開關(guān)頻應(yīng)不小于100Hz.兩種調(diào)光方式當(dāng)流過LED中的平均電流相同時(shí)，其效果是一樣的。由于LED在某一大小特定的電流時(shí)會(huì)發(fā)出最純的白光，隨著電流偏離這個(gè)值，會(huì)有色偏。另外，LED的響應(yīng)時(shí)間只有幾納秒到幾十納秒，很適合頻繁開關(guān)的場合，所以LED調(diào)光以PWM調(diào)光方式好，此外這種方式還有利于LED散熱。