基于驱动大功率LED的EMI降低方法

水质监测系统中红外辐射所需的大功率LED模块工作于高电流方波信号，这种信号可能会在系统的生物电极传感器上引起强电磁干扰(EMI)，从而导致水质数据的不准确。

图1示出了一种降低EMI的方法，接下来用一个例子给予了详细描述。

图1：降低由水质监测系统输入方波信号引起的EMI的原理图。

在这个例子中，我们考虑一个30W的大功率LED模块，它由六个5W的LED组成，在满载状态下需要超过12VDC电压和2A电流。约11VDC的临界电压(VH)是LED发光所需的最小电压。DC电源提供V1=10.5VDC的初始电压，然后逐渐增加到恰好低于临界电压VH。

在该示例中，施加第二个DC电压V2=3.7VDC，它与第一个DC电压串联，相加得到大于12VDC(导致发光)的电压V1+V2。

V1和V2都与一个固态继电器串联。当输入方波处于最小值时，继电器打开，V1(刚好低于VH的临界电压)施加到LED;当输入方波处于最大值时，继电器闭合并施加V1+V2的混合电压。方波输入有效地从12VDC的幅度转换为3.7VDC，从而降低了生物传感器的EMI水平。当施加混合的V1+V2电压时，二极管D1可阻止电流回流到V1电源。

由于LED模块直接由12VDC方波驱动，生物传感器的平均噪声超过500μV，峰值时会达到更高的水平，如图2所示。

图3显示了使用上述方法驱动的LED模块如何使EMI降低显著，其平均感应噪声水平约为400μV，无明显峰值。

图2：生物传感器的噪声水平，LED模块由12VDC方波驱动。

图3：使用上述方法驱动的LED模块生物传感器的噪声水平。