基于滞环跟踪控制的LED驱动电路设计
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1．3 滞环比较跟踪电路设计
图3所示为滞环跟踪控制的电路原理图，由运算放大器和电阻组成的电压比较前级，与非门组成的RS锁存器以及消抖D触发器。Vo1为滞环控制电压的上限值，Vo2为滞环控制电压的下限值。当输入电压小于Vo2时输出滞环输出为1，使开关器件导通；当电压在Vo1～Vo2之间时为保持状态；当输入电压高于Vo2时滞环输出为0，使开关器件关闭。如此反复，即可完成对电流的跟踪控制作用。由于电路频率抖动范围过大，电路输出连接D触发器，降低滞环的抖动频率，f≤CLK。
由图可知电压阈值：
Vo1=V(R6+R7)／(R5+R6+R7) (2)
Vo2=VR7／(R5+R6+R7) (3)
因此可以通过调节R5，R6和R7来调节阈值电压，从而实现输出恒定电流值的调节。电路电流平均值等于流过取样电阻的平均值。即：Iled=IR10。
IR10=R14／R12·(Vin0-Vin1)／R10=(Vo1+Vo2)／(R14／R12)／R10／2 (4)
滞环电流范围是：
△I=(Vo1-Vo2)·R12／(R10·R14) (5)
2 滞环跟踪控制驱动电路仿真分析
为了验证以上分析，本文采用仿真软件PSIM 6．0对该电路控制方法进行时域仿真，电路的基本参数为：V1=30 V，V2=5 V，R5=100 kΩ，R6=50 Ω，R7=700 Ω。L=1 mH，C=100μF，R10=0．1 Ω，R11=R12=R13=R14=10 kΩ，CLK=500 kHz，其中大功率LED等效为R3=30 Ω电阻负载。
由式(1)～式(3)可得表1。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/167344.htm
由仿真波形图4可得稳态电流为366．5 mA，与理论相差6．5 mA，相对误差为1％。精确的控制了LED的平均电流，并且纹波电流小于0．01 mA，开启电流缓慢上升，具备电路软启动的功能，对电路起到了很好的保护。图5和图6可知由滞环跟踪控制的输出电平脉宽宽度能很好的跟踪电感峰值电压，实现输出恒定的电流值。但由于系统的延时，电感电压会略超出或略低于阈值电压。
经进一步仿真，当输入电压在10～100V之间变化时，输出电流变化小于10 mA。当输出负载为10 Ω、20 Ω和30 Ω的时，电流变化同样小于10 mA。系统能稳定工作，表明电路具有很强的自稳定性。
3 结语
滞环比较跟踪控制的LED驱动电路通过调节阈值电压范围可以精确控制LED的平均电流值，很好地满足了大功率LED对电流的要求；它还解决了峰值电流控制的平均电流与峰值电流不一致以及需要额外补偿电路的问题。通过仿真分析可知，电路的平均电流值稳定，纹波电流小，并且具备软启动的特性，能满足对色温要求很高的大功率LED驱动电路的要求。滞环比较跟踪控制的LED驱动电路具有响应速度快，系统鲁棒性好，改善了电路的启动特性，适应宽范围内电压的输入和负载变化较大的场合等显著优点，而且由于电路具有自稳定性，故电路无需额外斜坡补偿，使电路变得相对简单。
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