基于PWM的LED恒流驅(qū)動專利技術(shù)綜述

孫肇杰　丁筱

【摘要】由于LED獨特的電學(xué)特性，其驅(qū)動電源必須保證通過LED的電流在任何情況下保持一致，這便是恒流驅(qū)動的產(chǎn)生意義；筆者基于檢索的結(jié)果，對于LED恒流驅(qū)動領(lǐng)域研究成果進(jìn)行了分析，能夠體現(xiàn)其發(fā)展研究現(xiàn)狀，并重點研究了該領(lǐng)域主要申請人的研究方向，對于今后的研究具有指導(dǎo)性意義。

【關(guān)鍵詞】LED 恒流 PWM

一、引言

脈沖寬度調(diào)制是開關(guān)功率變換器中最常采用的方式，簡稱PWM，其開關(guān)頻率恒定，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)通脈沖的寬度來改變占空比，稱之為“定頻調(diào)寬”。其通過反饋端的反饋信號和基準(zhǔn)信號的差值與內(nèi)部產(chǎn)生的鋸齒波進(jìn)行比較，然后通過輸出方波信號對功率開關(guān)管進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)開關(guān)管的導(dǎo)通時間。PWM調(diào)制方式具有以下的優(yōu)點：電壓調(diào)整率高，線性度高，輸出紋波小，適用于電壓和電流控制模式。

二、技術(shù)分支

在面向多路負(fù)載時，基于PWM的恒流驅(qū)動電路的設(shè)計普遍存在一些問題：

1）每路恒流電路需要單獨做恒流控制，因此電路復(fù)雜，成本高；

2）每路負(fù)載消耗的電量并不相同，如何通過反饋的方式實現(xiàn)能量節(jié)約；

3）如何在進(jìn)行PWM恒流驅(qū)動時更好地實現(xiàn)對負(fù)載各種故障的保護(hù)控制。

經(jīng)過統(tǒng)計分析表明，國內(nèi)的主要申請人為英飛特電子（杭州）有限公司、海洋王照明以及電子科技大學(xué)，其針對以上存在的問題進(jìn)行了研究。

英飛特公司申請的專利主要針對如何通過單個電路實現(xiàn)對多路負(fù)載的恒流控制，其涉及的專利申請主要包括：CN101702849 A、CN102264173 A、CN102300355 A、CN102316621 A，該系列的專利提出了一種簡單的PWM均流電路，均流電路由調(diào)整管和采樣電阻串聯(lián)組成，采樣電阻實現(xiàn)對電流的采樣，將各路均流控制電路連接起來構(gòu)成均流總線，通過采樣信號和均流總線信號進(jìn)行比較實現(xiàn)對調(diào)整管占空比的控制，進(jìn)而控制每路電流大小，其將各路均流控制電路連接至公共的連接線，能夠降低每路恒流電路單獨做恒流控制的成本。

而浙江大學(xué)作為英飛特公司的主要合作對象，其教授葛良安還作為本領(lǐng)域的重要發(fā)明人，專門從事LED恒流驅(qū)動方面的研究工作。

海洋王照明科技股份有限公司申請的專利主要面向LED恒流控制中的兩個問題：

1）如何通過反饋的方式實現(xiàn)能量節(jié)約。其涉及的專利申請主要包括：CN101707826 A、CN102711311 A、CN101711071 A、CN101925214 A、CN102487567 A，該系列的專利申請?zhí)岢龅闹饕悸肥窃谳斎?、輸出端通過對輸入、輸出分別進(jìn)行采樣，將采樣值共同送入控制單元，在采樣值與標(biāo)準(zhǔn)值比較后供控制單元判斷負(fù)載的供電電壓是否降低到標(biāo)準(zhǔn)值以下，通過PWM實現(xiàn)對開關(guān)的控制，以達(dá)到恒流驅(qū)動的目的，該方式能夠在精確控制的同時降低能耗。

2）如何為負(fù)載提供保護(hù)控制，其涉及的專利申請主要包括：CN101715265 A、CN102651929 A、CN102740538 A、CN102769959 A，該系列得申請在原有LED恒流驅(qū)動電路的基礎(chǔ)上添加了防反接電路、輸入欠壓遲滯保護(hù)模塊、輸出電流保護(hù)模塊、輸出過壓保護(hù)模塊和過溫保護(hù)模塊中的一種或多種，能夠?qū)ω?fù)載實現(xiàn)恒流驅(qū)動的同時，為其提供不同的保護(hù)功能。

電子科技大學(xué)申請的專利主要涉及恒流驅(qū)動電路的具體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計，涉及的專利申請主要包括：CN101436083A、CN101835317 A、CN201174804 Y、CN202738171U等。

三、結(jié)語

與傳統(tǒng)的白熾燈、熒光燈相比，LED具有體積小、壽命長、反應(yīng)速度快、環(huán)保、可平面封裝、易開發(fā)成輕薄短小產(chǎn)品等優(yōu)點，市調(diào)機(jī)構(gòu)IMS Research研究報告指出，LED照明市場正迅速興起，可望帶動電源供應(yīng)器的銷售量在2016年達(dá)到四十億套規(guī)模，總產(chǎn)值高達(dá)100億美元；因此，筆者的研究具有前瞻性，能夠提供借鑒和支持。