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介紹一種高效的LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案

作者: 時(shí)間:2013-03-30 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
光通量容差都達(dá)到0.001%也無法解決該問題。考慮到這些損耗,高質(zhì)量固態(tài)照明產(chǎn)品設(shè)計(jì)師必須找到具有額外反饋回路的電源,也即找到熱量和光源。為此需要進(jìn)行調(diào)光控制,那些可以對輸出電流進(jìn)行線性控制和PWM控制的集成電路便成為最佳選擇。

  例如,美國國家半導(dǎo)體的LM3409和LM3424都是驅(qū)動(dòng)器控制IC,它們是適用于半導(dǎo)體照明的第二代電流源。兩款產(chǎn)品均可通過可變電阻器或電壓源來控制平均的電流值,并且可為PMW調(diào)光信號(hào)提供專門的輸入信號(hào)。除了線性控制回路外,LM3409和LM3424的模擬調(diào)節(jié)功能也令系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以在權(quán)衡輸出電流精度及尺寸、成本和電流檢測電阻的功耗間做出自己的選擇。圖4所示的LM3409/09HV控制降壓電路,是功率LED驅(qū)動(dòng)器中最常用的電路模式。圖5中的LM3424可以作為升壓穩(wěn)壓器LED驅(qū)動(dòng)器,也可以作為降壓/ 升壓、SEPIC、反激式甚至是“懸浮”降壓電路。

  LM3409/09HV降壓LED驅(qū)動(dòng)器

  圖4:LM3409/09HV降壓LED驅(qū)動(dòng)器

  LM3424升壓LED驅(qū)動(dòng)器

  圖5:LM3424升壓LED驅(qū)動(dòng)器

  需要光控制的應(yīng)用領(lǐng)域

  路燈是一個(gè)很好的光源示例,因?yàn)樗袊?yán)格的法定標(biāo)準(zhǔn)限制。對于公路用路燈,歐盟國家規(guī)定了其最小和最大的光輸出及照明模式。對于符合此規(guī)定并提供五年或更長使用壽命的LED路燈來說,設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到熱量引起的即時(shí)光通量損失,以及更長時(shí)間下性能下降帶來的通量損失。

  一種很自然的方法是使用光傳感器,比如構(gòu)成線性控制回路的光電二極管。在系統(tǒng)啟用的第一天,就應(yīng)該只使用整體可用驅(qū)動(dòng)電流的一部分,這樣做是考慮到隨著時(shí)間推移,驅(qū)動(dòng)電流將慢慢增至一個(gè)上限,籍此保證光輸出恒定??梢詫⒐怆姸O管偏置,并轉(zhuǎn)換為一路脈寬調(diào)制信號(hào),這將有助于在調(diào)光范圍內(nèi)維持更加恒定的相對色溫,其線性控制回路更加簡單,一般而言調(diào)光范圍也比較小。根據(jù)不同的時(shí)間、運(yùn)動(dòng)傳感器或其他節(jié)省功耗的措施,對光輸出進(jìn)行控制時(shí),PWM控制將更加有用。圖6給出了具有更長壽命、光輸出恒定的LED燈的假定原理框圖。

  PWM(脈寬調(diào)制)用于日/夜控制,線性控制用于光輸出

  圖6:PWM(脈寬調(diào)制)用于日/夜控制,線性控制用于光輸出。

  本文小結(jié)

  輸出電流精度只是評價(jià)LED驅(qū)動(dòng)器性能的一個(gè)方面,但是當(dāng)LED本身的光通量容差保持在遠(yuǎn)高于±1%的水平時(shí),即使對電流源容差和數(shù)字處理器中電壓軌的容差要求一樣嚴(yán)格,也幾乎沒有任何意義,平均LED電流容差應(yīng)當(dāng)幾乎等于光通量容差。本文基于單個(gè)分檔的誤差探討了一種理想情況,并給出了一些實(shí)際的例子,這些例子使用兩個(gè)或更多分檔的LED,其容差也可更輕松地達(dá)到±5%、±10%或更高。在額外的控制回路中,應(yīng)該將成本開銷用于1%的電流控制,并可將電力用在更高的檢測電壓方面。有些LED燈會(huì)更強(qiáng)調(diào)簡單實(shí)用和低成本,此時(shí)即使采用線性調(diào)光也會(huì)顯得過于復(fù)雜和昂貴,但如果想要設(shè)計(jì)出發(fā)揮 LED全部性能的燈具,就需要使用線性控制或PWM方式或者二者協(xié)調(diào)使用,從而令產(chǎn)品性能和壽命達(dá)到最優(yōu)。


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