基于MAX168O1／168O2的LED照明驅(qū)動的設計

摘要：隨著半導體照明行業(yè)的興起，對LED驅(qū)動的要求日益迫切。因此提出一種基于MAXl6801／16802開關電源結(jié)構(gòu)的LED自適應驅(qū)動電路。從LED自身的光電特性、溫度特性及IC芯片本身的驅(qū)動特性出發(fā)，利用MAXl6801／16802的特點，實現(xiàn)對LED的恒流驅(qū)動，過壓保護的溫度光強反饋。
關鍵詞：發(fā)光二極管驅(qū)動；MAXl6801／16802；自適應驅(qū)動；衰減補償；半導體照明

O 引言
LED作為一種出現(xiàn)時間最晚的照明技術，其優(yōu)點不僅體現(xiàn)在發(fā)光質(zhì)量方面，在生產(chǎn)、制造、易用性方面都要大大超越白熾燈、熒光燈等傳統(tǒng)光源。受到熒光燈發(fā)光原理的啟發(fā)，LED生產(chǎn)商通過在高亮度藍光LED管芯上加一層熒光粉，用藍光激發(fā)熒光粉發(fā)出白光。此外，通過采用不同的熒光粉，可發(fā)出色溫為4500～10000K及色溫為2850～3800K的多種白光LED，白光LED的發(fā)光效率大都已超過301m／W，某些產(chǎn)品已超過50lm／W的水平，具備了正式大規(guī)模實用化的基礎。RGB三色LED合成白光綜合性能好，在高顯色指數(shù)下，流明效率有可能高到2001m／w，要解決的主要技術難題是提高綠光LED的電光轉(zhuǎn)換效率，目前其只有13％左右。對于LED激發(fā)熒光粉發(fā)光而言，三基色混光可以避免前者光譜分布不連續(xù)，顯色性不好等缺點，同時三基色混光的人眼舒適度可大大提高，由三基色PWM調(diào)制后可以根據(jù)需要在同一光源實現(xiàn)多色和全彩色照明。

1 設計理念及方案
設計大功率半導體驅(qū)動，首先要從發(fā)光芯片選擇及光源實現(xiàn)；驅(qū)動電路設計，二次光學設計；設備封裝三個方面考慮。
在LED照明中，有單色LED激發(fā)熒光粉發(fā)光的成功設計案例，但考慮到這種方案出光難以實現(xiàn)全光譜、高顯色，在本次設計中采用RGB三基色混光光源，及對紅綠藍三種單色LED芯片單獨驅(qū)動，分別發(fā)光實現(xiàn)光源的完成。為了滿足大功率輸出下的照度穩(wěn)定，要實現(xiàn)對LED溫度衰減的補償，同時也要對啟動時的浪涌脈沖和電流的不穩(wěn)定波動做出補償。在二次光學設計時主要考慮三基色混光，在積分球混光和光纖耦合的對比中選擇光纖耦合，將三色芯片的出光通過光纖耦合混光后輸出。

2 LED光學特性及電氣特性
對于超高亮LED的特性，當正向電壓超過某個閾值(約2V)，即通常所說的導通電壓之后，可近似認為，IF與VF成正比。當前超高亮LED的最高IF可達1A，而VF通常為2～4V。由于LED的光特性通常都描述為電流的函數(shù)，而不是電壓的函數(shù)，采用恒流源驅(qū)動可以更好地控制亮度。此外，LED的正向壓降變化范圍比較大(最大可達lV以上)，VF的微小變化會引起較大的IF變化，從而引起亮度的較大變化。所以，采用恒壓源驅(qū)動不能保證LED亮度的一致性，并且影響LED的可靠性、壽命和光衰。因此，超高亮LED通常采用恒流源驅(qū)動。LED的光通量與溫度成反比，85℃時的光通量是25℃時的一半，而-40℃時的光輸出是25℃時的1．8倍。溫度的變化對LED的波長也有一定的影響，因此，良好的散熱是LED保持恒定亮度的保證。