孙大洋，章国宝

（东南大学 自动化学院，江苏 南京 210096）

纹波电流是LED恒流驱动电源的一个重要指标，它影响LED的寿命、光效、功率损耗、散热等许多参数。高纹波电流可能造成LED过早光衰；使LED产生较大的阻性功耗，降低电源的工作效率；降低LED使用寿命。光效在直流驱动LED时可以达到最高，纹波电流会造成光效的降低，纹波电流越高，光效越低。

合理设计驱动电源，降低电流纹波系数，即可以节约成本，又可以节省能源，意义重大。市场上流行的LED驱动电源方案一般采用纯硬件电路实现脉冲宽度调制（PWM），达到恒流效果，但是产生的恒流纹波系数大，较好的产品的纹波系数也在5%左右。

软硬件结合的方式将带来LED应用技术的飞跃。软件控制LED恒流值，可大幅度提升LED电流精度。软件的使用也将促进LED的智能控制的发展。笔者设计了一个30 W，1 A的LED反激式高频开关电源，引入梯形积分PI控制来减小电流纹波系数，并对普通PI控制和梯形积分PI控制做了仿真比较。

1 梯形积分PI控制产生PWM波原理

PWM波产生原理如图1所示。电流设定值与电源的电流输出值进行比较，经过PI计算之后，输出电流控制量，由电流控制量计算出PWM波占空比，然后生成PWM波去控制开关管的通断，产生需要的电流。

图1 产生PWM波原理框图Fig.1 Block diagram of PWM

1.1 梯形积分PID控制算法

PID控制虽然是最简单的控制算法，却能达到很好的控制效果。因为系统对快速性没有特殊要求，所以采用PI调节。模拟PI积分的公式为：

要利用单片机或者其他数字信号处理器进行运算，需要把公式离散化。……