LED(Light Emitting Diode)自1962年发明并发展至今,由于其节能、安全、低热、发光效率高和使用寿命长等优点,LED照明正普及在多种应用场景下,对LED驱动电路的要求也越来越高,在不同场景下对LED的光亮度的要求也不同,尤其是智能手机这种近距离照明设备,对光的颜色和亮度要求极高。因此,LED驱动电路的发展趋势是更精确、更大范围的调光。目前,LED的小功率驱动电路已经较为成熟,而大功率驱动电路因为转换效率、成本和体积等方面的因素限制了它的发展,无法取代传统的高强度照明系统。目前,国内外正加大对大功率LED驱动电路的研究,尤其是在提高集成度和效率等方面,普遍采用单电感多输出(SIMO)的电路结构,不仅可以实现对多条LED串的独立驱动,且能对功率电路进行分时复用,达到缩小体积的目的。但是在驱动电路结构以及更灵活更大范围的调光电路设计上还有很多值得研究,本文将从这两方面展开研究。本文通过对LED调光技术和PCCM BUCK电路的研究,设计了一种基于GaN eHEMT的LED驱动电路,采用SIMO结构的PCCM BUCK电路,输入电压为50 V,输出电压为36 V,对三条LED支路独立供电,电路最大输出功率为48 W,主开关工作频率为1 MHz,支路开关的工作频率为33.3 kHz,调光开关的工作频率为333 Hz。为了实现对三条LED串的独立驱动,三条支路的供电采用时分复用策略。本文所设计的可调光LED驱动电路,在较低调光比下采用PWM调光,在较大调光比下将反馈补偿网络的参考电压与调光比电压相结合,实现PWM调光向模拟调光切换。本文采用GaN eHEMT开关管提高电路开关频率,缩小电路各项元器件的体积,相较于传统的板级BUCK电路体积更小。BUCK电路作为非隔离式DC-DC电路,功率主电感在工作中存在较大的电流纹波,且在高频大功率的情况下切换点处容易产生较大的电压纹波,带来电磁干扰(EMI),本文所设计电路工作在PCCM模式下,能减少功率主电感的电流纹波并抑制并联支路间的相互干扰,同时在设计电路时采取若干措施去减少电压纹波带来的影响。为了实现以上的目标,本文的主要研究内容为:(1)查阅资料研究大功率LED驱动电路的发展现状,分析LED驱动电路和调光技术的未来发展方向;(2)基于输入输出电压以及工作频率的目标,计算电路中的主要元器件参数,如功率主电感、输出滤波电容的参数。采用状态空间法对工作在PCCM(伪连续导通模式)下的BUCK电路进行系统建模,分析系统传递函数的频率特性并设计补偿网络;(3)分析各个控制开关之间的时序关系,设计各个信号的产生电路,同时为了使电路实现PWM-DC调光切换的功能,结合补偿网络与调光模块的工作原理设计切换电路。(4)在Orcad PSPICE平台上搭建仿真平台,通过仿真结果去验证所设计电路的功能。然后使用Altium Designer 16绘制PCB板,并完成各个元器件的焊接,采用示波器、直流电源和信号发生器等仪器验证电路功能。将电路测试结果与仿真结果相比较,验证本文所设计的LED驱动电路能够工作在PCCM模式下对LED进行驱动,并实现在低调光比下PWM调光,高调光比下从PWM调光向DC调光切换。