基于滞环跟踪控制的

LED 驱动电路设计

摘要：提出了一种新的基于滞环跟踪控制的

LED 驱动电路设计方法。它通过设定的阈

值电压来控制流经电感的峰值和谷值电流，从而精确控制

LED 的平均电流值。经过对滞环

比较跟踪方法控制的

LED 驱动电路进行理论分析与计算，并对驱动电路进行了时序仿真，

软件仿真结果符合理论计算，验证了理论分析的正确性。滞环跟踪控制的

LED 驱动电路较

好地解决了峰值电流控制的平均电流与峰值电流不一致的问题，且电路具有自稳定性，故
无需额外斜坡补偿电路。
关键词：

LED；峰值电流控制；滞环跟踪控制；PSIM

    大功率白光 LED 由于其的高效率、长寿命、环保、可平滑调光等特点，己成为先进的固态
照明光源，它已应用于普通照明、液晶电视，街道和停车场等离线照明场所。对于

LED 驱动

方式而言，每种

LED 驱动都有它的适用范围，也有它们各自的优缺点，搞清楚各自的优缺

点，可以更好地根据实际情况，设计合理的

LED 驱动电路。这可以通过效率、工作电压、噪

声干扰、输出调节、反应速度以及安装尺寸和成本来进行比较分析。由

LED 的电流一电压特

性可知，在正向导通压降有一个较小变化时，将会引起导通电流产生较大的变化，从而引
起

LED 亮度不稳定，所以需要采用恒流控制的方式来驱动 LED，通过精确控制其电流值可

以均匀调节亮度，这对大功率

LED 尤其重要。恒流驱动的控制方法主要有电阻限流，线性

调节控制，

DC—DC 控制等多种方法。电阻限流和线性控制都能获得较好的恒流特性，但由

于其效率过低，故较少采用，

DC—DC 控制由于其高效率和高灵活性而得到广泛的应用。

    目前广泛应用的开关控制模式是峰值电流检测 PWM 模式，通过检测开关管导通时通过
LED 的峰值电流大小，触发开关管驱动的电平翻转，并在固定时刻导通，所以可以通过控
制取样电阻的峰值电流大小来控制

LED 电流平均值。但这种驱动方式存在平均电流和峰值

电流不一致的问题，针对上述不足，文献提出了基于电流平方控制的方法加以解决。但是由
于电路还存在次谐波震荡问题，当占空比大于

0．5 时，需要对电路进行斜坡补偿，否则电

感电流将不稳定。增加斜坡补偿电路可以克服上述不足，但却增加了电路的复杂程度。为了
解决上述问题，本文提出了基于滞环比较跟踪控制的

LED 驱动电路的设计方法，它是一种

非线性砰一砰控制方法，该方法具有结构简单，响应速度快，参数鲁棒性好等优点，在控
制领域的应用极为广泛。

1 电路原理及设计
    电路整体由三个部分组成：主电路、电流检测电路和滞环跟踪控制电路。当开关管导通时，
续流二极管反向偏置截止，电感电流线性增加，取样电阻

R10 两端电压差变大，将此电压

差通过差动放大电路，反馈到滞环控制电路，与滞环控制设定的阈值电压相比较。当电压达
到滞环跟踪控制系统的电压的上限值时，比较器输出电平翻转，关闭开关器件，由于电感
电流不能突变，此时感应出一个反向电压，续流二极管正向偏置导通。电感、二极管和负载
形成回路，电感放电，当放电电压低于滞环跟踪控制系统的电压的下限值时，比较器电压
翻转，开关器件导通，循此反复，限制了电感电流的峰值和谷值，达到了限定

LED 电流平