LED 照明设计之脉冲调制PWM 电路详解
脉冲宽度控制pwm的工作原理
脉冲宽度控制pwm的工作原理脉冲宽度调制（PWM）是一种常用的电子调制技术，它通过调节脉冲信号的宽度来控制输出信号的平均功率。
在本文中，我们将详细介绍PWM的工作原理及其应用。
一、PWM的工作原理PWM的工作原理基于一个简单的概念：通过改变脉冲信号的占空比，可以控制输出信号的平均电压或者功率。
脉冲信号是由一个周期性的方波信号和一个可变的占空比组成的。
占空比是指方波信号中高电平部份的时间与一个周期的比值。
PWM的工作原理可以通过以下步骤来解释：1. 生成一个基准信号：首先，需要生成一个固定频率的基准信号。
这可以通过使用计数器和比较器电路来实现。
计数器将以固定的频率计数，并在达到设定值时产生一个脉冲。
2. 设定占空比：根据所需的输出信号，设定一个占空比。
占空比可以通过改变计数器的比较器值来实现。
比如，如果要求50%的占空比，计数器将在达到一半的计数值时产生一个脉冲。
3. 生成PWM信号：根据设定的占空比，将基准信号与一个可变的调制信号进行比较。
调制信号可以是一个可变的电压或者一个由微控制器生成的数字信号。
比较器将根据调制信号的值决定是否产生一个脉冲。
如果调制信号的值大于基准信号，比较器将产生一个高电平脉冲；如果调制信号的值小于基准信号，比较器将产生一个低电平脉冲。
4. 输出PWM信号：最后，将产生的PWM信号通过一个低通滤波器进行滤波，以去除高频噪声。
滤波后的信号可以用来驱动各种电子设备，如机电、LED灯等。
二、PWM的应用PWM技术在现代电子系统中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1. 机电控制：PWM可以用来控制直流机电或者交流机电的转速和转向。
通过改变PWM信号的占空比，可以调节机电的平均电压或者功率，从而实现对机电的精确控制。
2. 照明调光：PWM可以用来调节LED灯的亮度。
通过改变PWM信号的占空比，可以控制LED灯的亮度级别，实现照明的调光效果。
3. 电源管理：PWM可以用来控制开关电源的输出电压或者电流。
详解LED恒流驱动中的PWM调光技术
详解LED恒流驱动中的PWM调光技术脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制。
它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。
脉冲宽度调制（PWM）是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用，方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的，因为在给定的任何时刻，满幅值的直流供电要么完全有(ON)，要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候，断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够，任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
调制.简单点说，假如需要一个1V0.6A的输出，而实际上只有一个1V1A的输出，那么只需要把1V1A的输出接通0.6秒，再断开0.4秒，然后继续接通0.6秒断开0.4秒，得到的效果和1V0.6A输出的效果是一致的选择高性能的LED恒流源不但可以提高LED路灯的可靠性目前常见的LED调光技术有Buck,Boost,Buck-Boost调节和线性调节。
不管你用Buck, Boost,Buck-Boost还是线性调节器来驱动LED，它们的共同思路都是用驱动电路来控制光的输出。
一些应用只是简单地来实现“开”和“关”地功能，但是更多地应用需求是要从0到100%调节光的亮度，而且经常要有很高的精度。
设计者主要有两个选择：线性调节LED电流（模拟调光），或者使用开关电路以相对于人眼识别力来说足够高的频率工作来改变光输出的平均值（数字调光）。
使用脉冲宽度调制（PWM）来设置周期和占空度（图1）可能是最简单的实现数字调光的方法，并且Buck调节器拓扑往往能够提供一个最好的性能。
图1：使用PWM调光的LED驱动及其波形推荐的PWM调光模拟调光通常可以很简单的来实现。
照明用LED的PWM调光电路设计_赵翔
性 好 、更 大 的 调 光 范 围 和 更 精 细 的 调 光 步 长 。 所 以 目前市售的 ＬＥＤ 驱动芯 片 大 部 分 都 是 采 用 ＰＷＭ 调光 方 式 的 ＤＣＤＣ 变 换 控 制 器，或 者 是 兼 具 线 性 调光功能的 ＰＷＭ 调 光 控 制 器。 本 文 设 计 了 以 上 位机控 制 Ｃ８０５１Ｆ０２１ 微 控 制 器 为 核 心 器 件 的 １ ｋＨｚ频率 ＰＷＭ 信 号 发 生 器 和 以 ５５５ 定 时 器 为 核 心器件的手动调节 ＰＷＭ 信号发生器。
图１ 设置调光 ＰＷＭ 信号高低电平时间的程序流程图 Ｆｉｇ．１ Ｆｌｏｗ ｃｈａｒｔ ｏｆ ｓｅｔｔｉｎｇ ｈｉｇｈ－ｌｅｖｅｌ ａｎｄ ｌｏｗ ｌｅｖｅｌ ｔｉｍｅ ｆｏｒ ＰＷＭ ｄｉｍｍｉｎｇ ｓｉｇｎａｌ
在本程序中 微 控 制 器 在 运 行 时 是 以 ２０μｓ作 为基本定时单位。一旦其接收了新的表示调光高 低电平的数据值，则 会 以 ｈｉｇｈ 和ｌｏｗ 作 为 缓 冲 变 量接受 此 数 据。 如 上 位 机 设 定 调 光 占 空 比 为 ３０％，则 ｈｉｇｈ 为 １５，ｌｏｗ 为 ３５。 由 于 任 何 一 种 中 断 服 务 程 序 既 无 形 参 亦 无 返 回 值 ，而 为 了 以 中 断 服 务程序来更新占 空 比，只 有 通 过 在 Ｔ０ 对 应 的ＩＳＲ 所处 文 件 中 定 义 两 个 外 部 ｓｔａｔｉｃ 变 量 ｏｎＤＩＭ 和 ｏｆｆＤＩＭ 来 和 ｈｉｇｈ 和ｌｏｗ 变 量 分 别 进 行 通 信。 即 在 ｍａｉｎ函数中，通过 一 个 简 单 的 子 函 数 将 两 个 缓
LED驱动电路PWM电路设计
LED驱动电路PWM电路设计LED驱动电路PWM电路设计本文主要从电子电路、热分析、光学方面阐述了如何运用LED 特性进行设计。
LED照明作为新一代照明受到了广泛的关注。
仅仅依靠LED封装并不能制作出好的照明灯具。
这次主要针对运用脉冲调制的驱动电路进行说明。
脉冲调制英文表示Pulse Width Modulation,简称PWM。
PWM调节脉冲波占空比的一种方式。
如图1所示,脉冲的占空比可以用脉冲周期、On-time、Off-time表示,如下公式：占空比=On-time(脉冲的High间)/ 脉冲的一个周期(On-time +Off-time)Tsw(一周期)可以开关周期,也可以Fsw=1/Tsw的开关频率。
图1 Pulse Width Modulation (PWM)在运用PWM的驱动电路中,可以通过增减占空比,控制脉冲一个周期的平均值。
运用该原理,如果能控制电路上的开关设计(半导体管、MOSFET、IGBT等)的打开时间(关闭时间),就能够调节LED电流的效率。
这就是接下来要介绍的PWM 控制。
PWM信号的应用PWM控制电路的一个特征是只要改变脉冲幅度就能控制各种输出。
图2的降压电路帮助理解PWM的控制原理。
在这个电路中,将24V的输入电压转换成12V,需要增加负载。
负载就是单纯的阻抗。
电压转换电路的方法有很多,运用PWM信号的效果如何呢?图2 降压电路在图2的降压电路中取PWM控制电路,如图3所示。
MOSFEL作为开关设计使用。
当PWM信号的转换频率数为20kHz时,转换周期为50μs。
PWM信号为High 的时候,开关为On,电流从输入端流经负载。
当PWM信号处于Low状态时,开关Off,没有输入和输出,电流也断掉。
这里尝试将PWM信号的占空比固定在50%,施加在开关中。
开关开着的时候电流和电压施加到负载上。
开关关着的时候因为没有电流,所以负载的供给电压为零。
如图4绿色的波形、V(OUT)可在负载中看到输出电压。
pwm调光过程
pwm调光过程
PWM调光过程是一种利用脉冲宽度调制（PWM）来调节LED亮度的方法。
以下是PWM调光过程的基本步骤：
1. 系统提供脉冲：系统的控制器（如微处理器或微控制器）产生一系列的脉冲信号。
这些脉冲的宽度（占空比）可以调节，以控制LED的亮度。
2. 脉冲信号的传输：脉冲信号通过数据线或总线传输到LED驱动器。
3. 驱动器接收信号：LED驱动器接收到脉冲信号后，开始根据信号调节LED的亮度。
4. 调节LED亮度：根据脉冲的宽度（占空比），LED驱动器调节通过LED的电流，从而改变LED的亮度。
占空比越高，LED的亮度越高；占空比越低，LED的亮度越低。
5. 反馈调节：在实际应用中，这个过程可能是闭环的，即系统会根据用户的设定或者环境光线的亮度，自动调整脉冲的宽度，以保持LED亮度在设定的范围内。
PWM调光技术的优点在于，它可以实现精确、无闪烁的亮度调节，并且由于脉冲信号的快速切换，使得人眼难以察觉到亮度的变化，提高了视觉舒适性。
pwm基本原理
pwm基本原理一、引言PWM（Pulse Width Modulation）是一种通过调整脉冲信号的宽度来控制电路的一种技术。
在电子领域中，PWM广泛应用于数字调光、电机调速、音频处理等领域。
本文将从基本原理、应用场景和实现方法三个方面对PWM进行深入探讨。
二、基本原理PWM的基本原理是通过改变脉冲信号的占空比来实现电路的控制。
占空比（Duty Cycle）是指高电平信号在一个周期内所占的时间比例。
通过改变占空比，可以调整电路的输出功率或者亮度。
三、应用场景PWM广泛应用于各种电子设备中，下面将介绍几个常见的应用场景。
3.1 数字调光PWM在LED照明领域中得到广泛应用。
通过改变LED的亮度，可以实现不同场景下的照明要求。
PWM调光具有调节范围广、响应快的特点，能够实现平滑的亮度调节效果。
3.2 电机调速控制PWM在电机调速控制中也非常重要。
通过改变电机的供电脉冲宽度，可以控制电机的转速。
通过调整脉冲信号的占空比，可以实现电机的高精度控制。
3.3 音频处理PWM在音频领域中也有广泛应用。
通过调整脉冲信号的占空比，可以实现音频信号的调制。
PWM音频处理具有高保真度、低失真的优点，被广泛应用于音响设备中。
四、实现方法PWM的实现方法多种多样，下面将介绍几种常见的实现方法。
4.1 555定时器555定时器是一种常用的PWM生成器。
通过改变定时器的电阻和电容值，可以调整脉冲信号的周期和占空比。
555定时器具有结构简单、稳定可靠的特点，被广泛应用于PWM电路的设计中。
4.2 AVR单片机AVR单片机是一种常见的PWM控制器。
通过配置单片机的定时器/计数器模块，可以实现PWM信号的生成。
AVR单片机具有灵活性高、控制精度好的特点，适用于各种复杂的PWM控制场景。
4.3 离散逻辑门电路除了定时器和单片机，还可以使用离散逻辑门电路实现PWM功能。
通过组合门电路的输入，可以实现不同占空比的脉冲信号。
离散逻辑门电路具有成本低、可扩展性强的特点，适用于一些简单的PWM控制需求。
最简单PWM技术应用渐明渐暗的LED灯
最简单PWM技术应用渐明渐暗的LED灯浅谈最简单PWM技术应用--渐明渐暗的LED灯:控制简单的LED灯貌似没什么难度～但是你会不会感觉到太单调～总是同一个频率在闪烁～总是同一个亮度在闪烁。
大家有否想过能让LED灯由暗逐渐变亮～然后再由亮变暗该从什么地方入手呢,这里就不得不提到PWM技术。
这里着重注意最后面对所给完整程序的分析。
在开始我们的工程之前，首先来了解一个概念:PWM。
PWM是脉冲宽度调制的英文单词的缩写。
脉冲宽度调制(PWM)是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广泛应用在从测量、通信到功率控制与变换的许多领域中。
脉宽调制是开关型稳压电源中的术语。
这是按稳压的控制方式分类的，除了PWM型，还有PFM型和PWM、PFM混合型。
脉宽调制式开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过电压反馈调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。
读起来有点晦涩难懂。
其实简单的说来，PWM技术就是通过调整一个周期固定的方波的占空比，来调节输出电压的平均当电压，电流或者功率等被控量。
我们可以用个一水龙头来类比，把1s时间分成50等份，即每一个等份20ms。
在这20ms 时间里如果我们把水龙头水阀一直打开，那么在这20ms里流过的水肯定是最多的，如果我们把水阀打开15ms，剩下的5ms关闭水阀，那么流出的水相比刚才20ms全开肯定要小的多。
同样的道理，我们可以通过控制20ms时间里水阀开启的时间的长短来控制流过的水的多少。
那么在1s内平均流出的水流量也就可以被控制了。
当我们调整PWM的占空比时，就会引起电压或者电流的改变，LED的明暗状态就会随之发生相应的变化，听起来好像可以通过这种方法来实现我们想要的渐明渐暗的效果。
让我们来试一下吧。
大家都知道人眼有一个临界频率，当LED的闪烁频率达到一定的时候，人眼就分辨不出LED是否在闪烁了。
为了让我们的LED在变化的过程中，我们感觉不到其在闪烁，可以将其闪烁的频率定在50Hz以上。
pwm控制led,产生电感电流音原因
pwm控制led,产生电感电流音原因摘要：1.PWM调光原理简介2.PWM调光与恒流调光的区别3.PWM调光在LED台灯中的应用优势4.电感电流音的产生原因5.应对电感电流音的方法正文：随着科技的发展，LED台灯已经成为日常生活中常见的照明工具。
在LED 台灯的控制方式中，PWM调光和恒流调光是两种常见的调光方法。
那么，为什么LED台灯要采用PWM调光而不是恒流调光呢？接下来，我们将从PWM 调光原理、PWM调光与恒流调光的区别以及PWM调光在LED台灯中的应用优势等方面进行详细解析。
首先，我们来了解一下PWM调光原理。
PWM（脉冲宽度调制）是一种通过改变脉冲宽度来调节电压或电流的方法。
在LED台灯中，PWM调光通过改变LED的驱动电压来实现亮度的调节。
当PWM信号的占空比增加时，LED 的驱动电压也随之增加，从而使LED的亮度增加；反之，占空比减小时，LED 的亮度降低。
接下来，我们来探讨一下PWM调光与恒流调光的区别。
PWM调光主要是通过改变电压来实现亮度的调节，因此在一定程度上受到电压调节的限制，很难实现0到最大的亮度调节。
而恒流调节则是通过控制电流来实现亮度的调节，相对来说，恒流调节的电路更为复杂。
但在LED台灯中，由于LED的电压-电流特性曲线非线性，恒流调节可以更好地保证LED的使用寿命和稳定性。
那么，为什么LED台灯要采用PWM调光呢？原因在于PWM调光在LED台灯中的应用具有以下优势：1.电路设计相对简单：与恒流调节相比，PWM调光的电路设计相对简单，有利于降低成本和提高可靠性。
2.响应速度快：PWM调光的响应速度较快，可以实现瞬间亮度调整，满足用户快速调节亮度的需求。
3.兼容性好：PWM调光技术广泛应用于各种电子设备中，具有较好的兼容性，便于实现不同设备间的统一调控。
然而，PWM调光也存在一定的不足，就是在某些情况下会产生电感电流音。
电感电流音的产生原因是，当PWM信号改变时，电感中的电流也会随之改变，从而产生磁场变化。
PWM调整LED亮度设计报告
EDA技术基础PWM调整LED亮度选做试验电子信息科学与技术物电学院2011-06-24PWM调整LED亮度设计一．实验任务学习PWM原理，用Verilog硬件描述语言设计PWM逻辑电路，实现PWM信号占空比可调，通过按键调整PWM信号的占空比，将此PWM信号输出驱动发光二极管，观察不同占空比时发光二极管的亮度如何变化。
在实验箱上实现按键调整发光二极管亮度，数码管显示PWM信号的占空比。
具体要求：将输入数字信号转化为输出模拟信号，利用脉宽调制来实现二极管的亮度调节。
按下s1（不松手），二极管逐渐变暗，暗到一定程度，突然变亮，再循环，按下s2（不松手），二极管逐渐变亮，亮到一定程度，突然变暗，再循环。
二．方案论证实验原理图为三、实验思路调节时钟脉冲的占空比，输出脉冲频率一定，输出脉冲的占空比越大相当于输出的有效电平越大，可将数字量转化为模拟量。
基于这种思路可先将输入的一定计数周期T（相当于一个常量）的标准时钟脉冲变为一个高低电平占空比不一致的非标准脉冲（包含一个高电平、一个低电平），可用另外一个计数器Q来控制高低电平的占空比，随着Q的增大高电平的占空比随时间逐渐增大（或减小），而低电平随时间逐渐减小（或增大）。
但这个脉冲周期T是一定的。
随着T个数的增加便能得到一个高电平的占空比随时间逐渐增大（或减小），而低电平随时间逐渐减小（或增大）的非标准的时钟脉冲。
由于时钟脉冲的高低电平的占空比随时间有规律、有方向的变化，这样可实现二极管的亮度缓慢变化。
四、实验步骤及代码99计数器的计数模块代码为module counter(clk,clr,Q);input clk,clr;output [7:0]Q;reg [7:0]Q;always @(posedge clk or negedge clr)begin if(!clr) begin Q=0;endelse beginif(Q[3:0]==9) begin if(Q[7:4]<9)begin Q[7:4]=Q[7:4]+1; Q[3:0]=0;end else begin Q[7:0]=0;endendelse begin Q[3:0]=Q[3:0]+1;endendendendmodule而通过按键可调的计数器模块的代码为：module c9(clk,clr,kup,kdw,Q,clk); input clr,clk;input kup,kdw;output [7:0]Q;reg [7:0]Q;wire clka,clkb,clkc,clkd,newclk; assign clka = clk;LCELL AA(clka,clkb);LCELL BB(clkb,clkc);LCELL CC(clkc,clkd);LCELL DD(clkd,newclk);always @(posedge newclk or negedge clr)beginif(!clr) begin Q[3:0]=4'H0;Q[7:4]=4'H5;endelse beginif(kup)beginif(Q[3:0]==4'H9)if(Q[7:4]==9) begin Q[7:4]=4'H0;Q[3:0]=4'H0;end else begin Q[7:4]=Q[7:4]+4'H1;Q[3:0]=4'H0;endelse Q[3:0]=Q[3:0]+4'H1;endelse begin Q[3:0]=Q[3:0];Q[7:4]=Q[7:4];endif(kdw)beginif(Q[3:0]==4'H0)if(Q[7:4]==4'H0) begin Q[7:4]=4'H9;Q[3:0]=4'H9;end else begin Q[7:4]=Q[7:4]-1;Q[3:0]=4'H9;endelse Q[3:0]=Q[3:0]-4'H1;endelse begin Q[3:0]=Q[3:0];Q[7:4]=Q[7:4];endendendendmodule同时要用实验箱上的50MHZ晶体震荡器作为计数器1的输入时钟代码为module fenpin2(clk,clr,clko);input clk,clr;output clko;reg [25:0]c;reg clko;always @(posedge clk or negedge clr)beginif(!clr) begin c=26'H0;clko=1'H0;endelse if(c==26'D50_000_000)begin c=26'H0;clko=1'H1;end else begin c=c+26'D100;clko=1'H0;endendendmodule由于数码关于二极管的频率不一样，因此对他们时钟信号的分频的大小也应不同，因此对二极管的输入时钟也应进行分频，其代码为：module div_clk(clk,clr,ck0);input clk,clr;output ck0;reg [19:0]c;always @(posedge clk or negedge clr)beginif(!clr)c=20'H0;else c=c+20'H1;endassign ck0=c[5];endmodule为了使数码管上能显示出占空比，我们还应加一个比较模块，其代码：module compare(a,b,led);input [7:0]a;input [7:0]b;output led;reg led;always @(a or b)beginif(a<b)led=1;else led=0;endendmodule数码管显示模块module deled(num,a,b,c,d,e,f,g);input [3:0]num;output a,b,c,d,e,f,g;reg a,b,c,d,e,f,g;always @(num)begincase(num)4'H0 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1111110; 4'H1 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b0110000;4'H2 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1101101;4'H3 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1111001;4'H4 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b0110011;4'H5 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1011011;4'H6 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1011111;4'H7 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1110000;4'H8 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1111111;4'H9 :{a,b,c,d,e,f,g} = 7'b1111011;default:{a,b,c,d,e,f,g}=7'b0000000;endcaseendendmodule相应的数码管引脚、二极管引脚及按键的引脚排列图为：五、实验分析及实验总结1、由于时钟脉冲的高低电平的占空比随时间有规律、有方向的变化，这样可实现二极管的亮度缓慢变化。
PWM（脉冲宽度调制PulseWidthModulation）原理
PWM（脉冲宽度调制PulseWidthModulation）原理1、 PWM原理2、调制器设计思想3、具体实现设计⼀、 PWM（脉冲宽度调制Pulse Width Modulation）原理：脉冲宽度调制波通常由⼀列占空⽐不同的矩形脉冲构成，其占空⽐与信号的瞬时采样值成⽐例。
图1所⽰为脉冲宽度调制系统的原理框图和波形图。
该系统有⼀个⽐较器和⼀个周期为Ts的锯齿波发⽣器组成。
语⾳信号如果⼤于锯齿波信号，⽐较器输出正常数A，否则输出0。
因此，从图1中可以看出，⽐较器输出⼀列下降沿调制的脉冲宽度调制波。
通过图1b的分析可以看出，⽣成的矩形脉冲的宽度取决于脉冲下降沿时刻t k时的语⾳信号幅度值。
因⽽，采样值之间的时间间隔是⾮均匀的。
在系统的输⼊端插⼊⼀个采样保持电路可以得到均匀的采样信号，但是对于实际中tk-kTs<（1）其中，x{t}是离散化的语⾳信号；Ts是采样周期；是未调制宽度；m是调制指数。
然⽽，如果对矩形脉冲作如下近似：脉冲幅度为A，中⼼在t = k Ts处，在相邻脉冲间变化缓慢，则脉冲宽度调制波x p(t)可以表⽰为：（2）其中，。
⽆需作频谱分析，由式（2）可以看出脉冲宽度信号由语⾳信号x(t)加上⼀个直流成分以及相位调制波构成。
当时，相位调制部分引起的信号交迭可以忽略，因此，脉冲宽度调制波可以直接通过低通滤波器进⾏解调。
⼆、数字脉冲宽度调制器的实现：实现数字脉冲宽度调制器的基本思想参看图2。
图中，在时钟脉冲的作⽤下，循环计数器的5位输出逐次增⼤。
5位数字调制信号⽤⼀个寄存器来控制，不断于循环计数器的输出进⾏⽐较，当调制信号⼤于循环计数器的输出时，⽐较器输出⾼电平，否则输出低电平。
循环计数器循环⼀个周期后，向寄存器发出⼀个使能信号EN，寄存器送⼊下⼀组数据。
在每⼀个计数器计数周期，由于输⼊的调制信号的⼤⼩不同，⽐较器输出端输出的⾼电平个数不⼀样，因⽽产⽣出占空⽐不同的脉冲宽度调制波。
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LED照明设计之脉冲调制PWM电路详解 LED照明作为新一代照明受到了广泛的关注。
仅仅依靠LED封装并不能制作出好的照明灯具。
本文主要从电子电路、热分析、光学方面阐述了如何运用LED特性进行设计。
在上一期的“LED驱动电路设计－基础篇”中，介绍了LED的电子特性和基本的驱动电路。
遗憾的是，阻抗型驱动电路和恒电流源型驱动电路，大范围输入电压和大电流中性能并不强，有时并不能发挥出LED的性能。
相反，用脉冲调制方法驱动LED电路，能够发挥LED的多个优点。
这次主要针对运用脉冲调制的驱动电路进行说明。
PWM是什么？
脉冲调制英文表示是Pulse Width Modulation，简称PWM。
PWM 是调节脉冲波占空比的一种方式。
如图1所示，脉冲的占空比可以用脉冲周期、On-time、Off-time表示，如下公式：
占空比＝On-time（脉冲的High时间）/ 脉冲的一个周期（On-time + Off-time）Tsw（一周期）可以是开关周期，也可以是Fsw=1/Tsw的开关频率。
图1 Pulse Width Modulation (PWM)
在运用PWM的驱动电路中，可以通过增减占空比，控制脉冲一个周期的平均值。
运用该原理，如果能控制电路上的开关设计（半导体管、MOSFET、IGBT等）的打开时间（关闭时间），就能够调节LED电流的效率。
这就是接下来要介绍的PWM控制。
PWM信号的应用
PWM控制电路的一个特征是只要改变脉冲幅度就能控制各种输出。
图2的降压电路帮助理解PWM的控制原理。
在这个电路中，将24V的输入电压转换成12V，需要增加负载。
负载就是单纯的阻抗。
电压转换电路的方法有很多，运用PWM信号的效果如何呢？
图2 降压电路
在图2的降压电路中取PWM控制电路，如图3所示。
MOSFEL作为开关设计使用。
当PWM信号的转换频率数为20kHz时，转换周期为50μs。
PWM信号为High的时候，开关为On，电流从输入端流经负载。
当PWM信号处于Low状态时，开关Off，没有输入和输出，电流也断掉。
这里尝试将PWM信号的占空比固定在50％，施加在开关中。
开关开着的时候电流和电压施加到负载上。
开关关着的时候因为没有电流，所以负载的供给电压为零。
如图4绿色的波形、V（OUT）可在负载中看到输出电压。
图3 运用PWM信号的降压电路
图4 解析结果 占空比：50％
输入电压是直流，通过脉冲信号得到输出电压在负载的前端（开关的后端）插入平滑电路，就可以得到如图4所示的茶色的波形。
输出脉冲的平均值约12V时，直流电压可以供给负载。
但如果不是12V，而是想得到6V的输出电压时，应该怎么做？PWM控制的优点实际就在此。
只需改变脉冲幅度就可以了。
实际上，只需设定占空比为25％就可以得到平均输出6V的电压。
图5和图6表示的是这种情况下的电路和解析结果。
图5 运用PWM信号的降压电路
图6 解析结果 占空比约25％
以上结果标明，降压电路中，输入输出电压的关系可以表示为：输出电压＝PWM信号的占空比×输入电压
也就是说只要改变PWM信号的占空比，就可以得到任意的输出电压。
接下来介绍在实际产品设计中运用降压转换器电路驱动LED 的方法。
PWM驱动电路例子
如图7所示，在前述的降压电路中追加线圈、电容、二极管的电路。
在这里没有考虑反馈电路。
这里使用的是飞利浦照明的LUXEON 系列的LXM3-PW71 LED。
LED（负载）的前端插入的线圈和电容构成平滑电路，通过转换使得脉冲输出平均化。
线圈前端的二极管即使在开关关着的时候也能持续向线圈供给电流。
降压转换器通常作为
电压转换电路使用，但是在驱动LED时，则需要控制电流而不是电压。
图7 PWM驱动电路降压转换的例子
认图7的电路构成。
当脉冲信号处于On的状态，也就是开关设计处于On的状态时，电流按照输入信号－开关－线圈－负载的顺序流动。
当开关设计处于Off的状态时，电流按照二极管－线圈－负载的顺序流动。
因此要控制线圈中的电流实际上等同于控制LED中的电流。
在正极和负极间施加3.0V的电压的话，可以从数据库中看到，LXM3-PW71的电流约350mA。
输入电压为12V时，设定脉冲波的占空比为25％（12V×0.25＝3V），就能得到3V的电压。
当转换频率数为100kHz时，转换周期为10μs，脉冲幅度为2.5μs。
但是，负载只在顺阻抗的情况下成立，实际在负载中运用LED时，根据电流大小负载特性也有变化，电流约为350mA时，脉冲幅度调制约为3.36μs。
验证电路的结果如图8所示。
图8 PWM驱动电路的验证结果
LED中的电流发生变化，线圈中的电流也变化。
通过传感电路检测线圈电流的变化，只要控制开关的打开时间，就能够使得LED 负载中的电流恒定。
增加PWM的占空比，就能增加LED中的电流，也能增加亮度。
比较阻抗驱动型电路和恒定电流源型驱动电路，改变PWM的占空比比改变阻抗值和电路常量更高效，也因此能了解PWM 控制的便利性。
这次介绍的降压转换器运用于LED驱动中需要电压比输入电压低的情况。
根据照明灯具、用途不同，有时需要同时驱动多个LED，这样会出现所有的LED驱动中的必需电压比输入电压高。
这种情况下，就需要使用能够制作比输入电压高的电压的升压转换器。
在LED照明中，有效利用电力的同时还需要小型化。
照明灯具中，将输入电压转为LED驱动电压的时候，会出现转换损耗，转换损耗越大越容易引起热的问题。
同时，如果开关频率数增加，变压
器和线圈会变小，虽然整个线路板能够实现小型化，但由于高开关频率数会导致转换损耗，出现高次谐波问题。
因此，在LED的PWM 驱动电路中，力争实现高效和少零部件。
为了保持照明灯具的亮度稳定或者调节亮度，需要在传感器中检测负载电流、进行控制演算、调整脉冲的占空比的反馈控制电路。
本文没有对反馈控制电路进行介绍，但是值得注意的是，反馈控制电路包含电压控制、迟滞控制、类似迟滞控制、电流控制等多种。
各种控制方式有优点也有缺点，需要我们根据照明灯具的作法和适用的电路方式选择最佳的控制方式。