基于大功率LED恒流驅(qū)動器的設(shè)計及其實例

　　由于直接將RFB連接FB端會造成RFB的功耗過大，所以在FB端和RFB之間放置一個運算放大器，以放大RFB采集到的電壓VTAP（圖2）。

　　IF=VTAP/RFB=（VFB/RFB）*（1+RF/RI） （3）

　　通常，1W大功率LED的典型工作電流為350mA,如果選擇RFB等于1歐姆，則RFB的功耗為：

　　PRFB=I2*R=0.352*1=0.12W （4）

　　考慮運算放大器本身的功耗，RFB及其附屬電路的功耗大約為1W LED功率的12%.這樣就能在確保LED獲得恒流供電的同時，將RFB的功耗降低到可以接受的水平，從而使LED兩端的電壓盡可能大，流經(jīng)的電流也盡可能大。國家半導體按照這個原理工作的穩(wěn)壓器有LM2736和LM2734.

圖4 從采樣電阻直接獲取反饋電壓的設(shè)計

　　此外，LED照明系統(tǒng)的光學效率不僅僅取決于LED恒流驅(qū)動方案，還與整個系統(tǒng)的散熱設(shè)計密切相關(guān)。為縮小體積，某些LED恒流驅(qū)動系統(tǒng)將LED驅(qū)動電路與散熱部分貼近設(shè)計，這樣容易影響可靠性。

　　一般來說，LED照明系統(tǒng)的熱源基本就是LED燈本身的熱源，熱源太集中會產(chǎn)生熱損耗，因此LED驅(qū)動電路不能與散熱系統(tǒng)緊貼在一起。建議采取下列散熱措施：LED燈采用鋁基板散熱；功率器件均勻排布；盡可能避免將LED驅(qū)動電路與散熱部分貼近設(shè)計；抑制封裝至印刷電路基板的熱阻抗；提高LED芯片的散熱順暢性以降低熱阻抗。

表1：大功率LED在壽命上具有很大優(yōu)勢

　　新應用對驅(qū)動器的要求

　　大功率LED被稱為綠色光源,它將向大LED電流（300mA 至1.4A）、高效率（60至120 流明/瓦）、亮度可調(diào)的方向發(fā)展。

　　由于大功率LED在壽命上具有很大優(yōu)勢（表1），所以發(fā)展前景非常廣闊，其中最被看好的照明應用是汽車、醫(yī)療設(shè)備和儀器儀表及其它特種照明環(huán)境。但這些應用對LED驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計也提出了新的要求，包括：輸入電壓范圍一般要求為6V到24V;具有沖擊負載保護、反相和過壓保護；待機功耗非常低；低帶隙基準以減少電流檢測損耗以及具有PWM調(diào)整亮度的功能等。

　　針對這些需求，美國國家半導體公司提供了全系列LED驅(qū)動器設(shè)計方案（見表2），可以為用戶提供全面的LED驅(qū)動器解決方案。

　　LED照明系統(tǒng)需要借助于恒流供電，目前主流的恒流驅(qū)動設(shè)計方案是利用線性或開關(guān)型DC/DC穩(wěn)壓器結(jié)合特定的反饋電路為LED提供恒流供電，根據(jù)DC/DC穩(wěn)壓器外圍電路設(shè)計的差異，又可以分為電感型LED驅(qū)動器和開關(guān)電

　　容型LED驅(qū)動器。電感型升壓驅(qū)動器方案其優(yōu)點是驅(qū)動電流較高，LED的端電壓較低、功耗較低、效率保持不變，特別適用于驅(qū)動多只LED的應用。在大功率LED驅(qū)動器設(shè)計中，主要采用開關(guān)電容型LED驅(qū)動方案，其優(yōu)點是LED兩端的電壓較高、流過的電流較大，從而獲得較高的功效及光學效率。先進的開關(guān)電容技術(shù)還能夠提高效率，因而在大功率LED驅(qū)動中應用廣泛。

表2：美國國家半導體的LED驅(qū)動器解決方案一覽表

　　目前LED照明受到社會廣泛關(guān)注，大功率led光效提高空間還很大，而大功率LED恒流驅(qū)動方案可以對新應用的開發(fā)起到重要作用，相信在不遠的將來，LED照明會應用在各個行業(yè)。