LED 光源工作原理及關(guān)鍵因素分析

幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)
1）電感的選擇
以3X1W的高亮度白光LED光源的設(shè)計(jì)案例而言，三個(gè)1W的LED光源串聯(lián)， 其工作電流可設(shè)計(jì)為300-350mA，L的電感量應(yīng)選用68uH—100uH，Q 值大于50，飽
和電流大于800mA 的磁路閉合電感器。PT4115 的設(shè)計(jì)最佳工作頻率在1MHz 以下，電感量大了小會(huì)影響其工作頻率，本方案的電感設(shè)計(jì)在68uH 以上，這樣系統(tǒng)工作頻率可以控制到1MHz 以下。電感量小了，工作頻率趨高，由于PT4115內(nèi)部電流檢測(cè)電路響應(yīng)速度限制，對(duì)內(nèi)部電流正常檢測(cè)出現(xiàn)影響，不能更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)部開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)斷控制。另外由于高頻率會(huì)帶來(lái)較大的開關(guān)損耗，使芯片運(yùn)行在較高的結(jié)溫下，電應(yīng)力加大，不利于穩(wěn)定工作。電感量太小還會(huì)導(dǎo)致PT4115的SW 端燒壞，而無(wú)輸出。

電感的DCR 越小，效率越高。建議選用EPC13 錳鋅4000 磁芯。電感器的飽和電流選小了，D5 肖特基二極管的電流選小了，將會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電路的續(xù)流不足，LED 光源會(huì)產(chǎn)生人眼可見的閃光。將電感器的飽和電流和肖特基二極管的電流適當(dāng)增大即可增大整個(gè)電路的續(xù)流電流，消除因此產(chǎn)生的閃光。
2）適配器（Adapter）的選擇
適配器（Adapter）為本方案LED 臺(tái)燈提供穩(wěn)定的交流電源->交直流降壓變換，它的實(shí)時(shí)帶載輸出能力將影響本方案LED 臺(tái)燈的性能，用于本方案3X1W 白光LED 臺(tái)燈的適配器，它在帶載時(shí)輸出電流應(yīng)大于1A，電壓應(yīng)穩(wěn)定在DC12V。有些帶載能力差的適配器，連接上本方案LED 光源負(fù)載時(shí)，其實(shí)時(shí)輸出電壓會(huì)跌落到7V，甚至6.5V，對(duì)于工作電壓從8V 開始的LED 驅(qū)動(dòng)IC，屆時(shí)會(huì)進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)而停止工作，一旦驅(qū)動(dòng)IC 停止工作，電壓又回升至12V，LED 驅(qū)動(dòng)IC 再次進(jìn)入工作狀態(tài)，如此周而復(fù)始，使LED 臺(tái)燈出現(xiàn)人眼可見的閃光。此時(shí)，只有更換帶載能力好的適配器才能使LED 臺(tái)燈正常工作。同時(shí)應(yīng)選用工作電壓范圍自6V 初始的LED 驅(qū)動(dòng)IC，也可降低對(duì)適配器選擇要求，以降低生產(chǎn)配套成本。
3）關(guān)于EMI 的傳導(dǎo)與輻射
本LED 臺(tái)燈方案總體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮能過(guò)EMI 的傳導(dǎo)與輻射，過(guò)EMI 的傳導(dǎo)與輻射的關(guān)鍵是電源變換器，因此要選用能過(guò)EMI，甚至能過(guò)CE、UL 的適配器來(lái)配套，以利生產(chǎn)的LED 臺(tái)燈能出口歐美日市場(chǎng)。恒流源電源板因使用的驅(qū)動(dòng)IC是DC/DC 開關(guān)器件，工作時(shí)開關(guān)頻率會(huì)輻射，因此內(nèi)置在臺(tái)燈底座金屬殼內(nèi)可有效降低輻射，機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮金屬底座內(nèi)的磁路屏蔽。