LED驱动电源组合调光设计方案

模拟调光和PWM调光结合起来，相互弥补不足，在既需要模拟调光也要求PWM调光的场合尤为适用。根据电路特点和实际应用，提出了结合两种调光方式的调光方案。

　　（1）在PWM 调光的基础上改变Im进行混合调光。当调光开关管Sdim断开时输出电压为限压值Uo-set，则在Sdim的开通时间内，输出部分构成一阶零输入响应。LED 模型UO=Uturn-on+Rled×IO，则等效电路图如图6 所示，经过DdimTdim的导通时间后，输出电压为：

　　设Ddim在0.3~1 范围内可调，Uo-set取30 V，Uturn-on取25 V，fdim取250 Hz，输出电容取2000 μF，Rled为7 Ω，则Uo﹥29 V。所以在Sdim开通时刻，Uo基本保持限压值不变，电流为该限值下的最大值Im。此时调节电流环已不起作用，通过连续调节电压环强制改变限压值，从而改变Im以达到调光效果。

　　（2）第二种调光方案：将LED并联两路，一路用模拟调光，一路用PWM 调光。两路调光示意图如图7 所示。Ⅰ路和Ⅱ路的输出电压都为Uo，则Ⅰ路通过模拟方式进行调光；Ⅱ路的Im即在电压Uo下的电流值，通过改变占空比改变流过Ⅱ路的电流，进行调光。若两路带的负载一样， 则Io=I1+I2≈（1+D）I1。

　　图6 调光开光管闭合时输出等效电

　　图7 两路调光示意图

　　3 实验结果

　　基于上述拓扑的分析，设计了一个输入电压Uin=36~60 VDC，输出电流Io=0.7 A，输出电压Uo=30V左右的调光电路，电路工作频率为50 kHz，能在30%-100%宽范围内调光。实验的负载采用额定电流为30 mA的小LED 灯8串16并联构成，最大电流可达到1 A。

　　图8 给出了恒流输出和纹波波形，图9和图10分别是模拟调光和PWM 调光时的驱动波形。图11是三种方式的效率曲线，由图11可知，在一定输出电流范围内，PWM调光的效率最高，模拟调光次之，组合调光效率有所降低，但都能保持在85%以上。

　　图8 当Uin=48 V，Io=0.45 A恒流输出时输出电流及其纹波

　　图9 当Uin=48 V，Io=0.45 A模拟调光时主开关管Uds和Ugs波形

　　图10 当Uin=48 V，Io=0.45 A PWM调光时主开关管和调光开关管Ugs波形

　　图11 三种调光方式的效率对比曲线

　　4 结论

　　本文采用反激变换器电路拓扑，设计了一个LED驱动电源与组合调光电路。分析总结了几种LED调光方法，通过实验样机设计、结果分析，该电路实现了模拟、PWM以及组合调光，调光效率在86%以上，纹波在4%以下，开关管电压应力在允许范围之内，能实现高效可靠的LED照明调光。