LED恒流驱动电路研究与设计

构。

　　LED恒流驱动的总体电路如图2所示，图中控制电路部分用于控制是否有恒流输出。ctr信号是外接PWM数字信号，可以实现对LED的调光控制。

　　整个控制模块利用施密特触发器实现电平的准确翻转，通过逻辑门作用于MC8、MC9.这两个MOS管在控制信号发生翻转时迅速将电平拉高或拉低，实现了对控制信号控制功能的加速作用，电路的响应速度快。当ctr信号为高时输出禁止，ctr信号为低时输出允许，从而实现利用外部的PWM信号实现调光功能。I_rset产生电路要实现通过外设电阻Rset对I_rest大小的控制，并且对与固定的Rset可以恒流输出。利用带隙电压源产生一个基准电压，利用运放实现基准电压到基准电流的转换。将运放的反相端连接到外设电阻Rset就实现了转换的电流大小受控于Rset.通过后续电路将电流适当放大，最终给出I_rset.总体电路利用确立好的恒流驱动模块实现恒流输出。

　　图2 恒流驱动电路总图

3 仿真测试结果

　　采用图2电路结构，基于CSMC0.5umBCD工艺库进 行LED恒流驱动电路仿真。电路实现了恒流工作电压低，驱动电流大小可以由外部电阻调节，并且外部数字信号对驱动电流具有使能控制功能，响应速度快的目的。

　　控制ctr信号变化时驱动电流变化情况如图3.

　　结果显示ctr对驱动电流具有输出使能控制作用，测量得到控制信号ctr响应时间仅为7ns.

　　图3 驱动电流随控制信号变化情况

　　不同外接电阻下恒流输出特性曲线如图4.阻值由200Ω~1300Ω时，驱动电流变化范围是14.5mA~91.5mA，输出恒流为91.5mA时，恒流工作电压仅为0.38V.分析时Vcc由0V到5V变化，驱动电流变化保持在5.5%以内，负载电路的增加使得恒流结构的恒流精度与先前相比有所降低。

　　设置Rset为500Ω、Vcc为3V，令5V电源电压产生±10%的波动，此时恒流输出情况如图5.驱动电流由37.8mA变化到38.5mA，波动百分比为1. 85%。

　　图4 外接电阻变化时，恒流输出特性曲线

　　图5 驱动电流随电源电压变化曲线

　　设置Rset为500Ω、Vcc为3V，令电路工作的环境温度为25℃~85℃时，恒流输出情况如图6.驱动电流由37.3mA变化到38.1mA，波动百分比2.14%.

　　图6 驱动电流随温度变化曲线

　　4 结束语

　　文中给出一种LED恒流驱动电路，可用于LED显示屏。利用电流负反馈结构并拟合工作区，电路恒流工作电压低，同时实现外部数字信号的使能控制，控制信号响应速度快，可用于实现PWM数字调光。驱动电流大小可以有外接电阻实现控制。仿真显示，电路5V的电源电压波动±10%时，驱动电流波动小于1.85%.环境温度在25℃~85℃时，驱动电流变化2.14%.驱动电流为91.5mA时，恒流工作电压仅为0.38V.电路驱动电流可由外接信号实现输出使能控制，响应时间为7ns.驱动电流大小通过外接电阻设置实现，设置范围200Ω~1300Ω，对应驱动电流变化范围是14.5mA~91.5mA.