高性能LED路燈驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方案

　　DC- DC 轉(zhuǎn)換器是LED 電源最后一級(jí)的自然選擇。LED需要直流電流， 因此電壓輸出也為直流。由于前一級(jí)已考慮了整流、PFC 和隔離的因素， 采用中間直流總線可以使設(shè)計(jì)師使用節(jié)約經(jīng)濟(jì)的非隔離DC- DC 轉(zhuǎn)換器。非隔離轉(zhuǎn)換器分為三種主要類型： 步壓或降壓、步升或升壓以及步升/步降或降升壓。圖2中描繪了這三種類型。在這些拓?fù)渲校?降壓穩(wěn)壓器目前最適合驅(qū)動(dòng)LED, 原因如下： 首先， 降壓電感在輸出端， 這意味著LED電流和電感電流的平均值相同； 而且， 輸出電流始終被電感明確控制； 其次， 步降電壓是功率轉(zhuǎn)換的最高效形式， 這使降壓器在所有開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器中功率效率最高； 第三， 降壓器是最經(jīng)濟(jì)的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器， 因?yàn)樽畲蟮碾娏髟谳敵龆耍?最高的電壓在輸入端。由此， 在由功率MOSFET和二極管構(gòu)成的開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)化器上， 這些功率轉(zhuǎn)換器件所獲得電流和電壓就最小。這就意味著可以廣泛地選擇電源開(kāi)關(guān)、無(wú)源元件和控制IC, 從而構(gòu)成最經(jīng)濟(jì)的解決方案。

　　4 排列LED和選取驅(qū)動(dòng)器IC

　　針對(duì)該示例中的設(shè)計(jì)， 將使用100 個(gè)1 W 的LED。選擇48 V 的中間直流總線是一個(gè)明智之舉， 因?yàn)橛鞋F(xiàn)成且輸出功率選擇范圍廣泛的AC - DC 電源可供選用。一個(gè)48 ? （ 1 # 5% ） V 的降壓LED 驅(qū)動(dòng)器可用來(lái)驅(qū)動(dòng)10個(gè)串聯(lián)的LED。10個(gè)這樣的驅(qū)動(dòng)器可以構(gòu)成明亮的燈， 可以用來(lái)運(yùn)行所有的100個(gè)LED,而無(wú)需使用危險(xiǎn)的電壓。半導(dǎo)體制造商按照光通量、相關(guān)色溫CCT和正向電壓將他們的白光LED進(jìn)行分類。對(duì)于保持一致的顏色和光輸出來(lái)說(shuō)， 按色溫和光通量分類很重要， 但對(duì)LED 分類的規(guī)格越高， 成本也就越高。當(dāng)使用各種檔次的LED 時(shí)， LED 燈的設(shè)計(jì)必須適用于較寬的正向電壓范圍。因此每個(gè)LED 驅(qū)動(dòng)器將被設(shè)計(jì)為350 mA 電流源， 可以從45 V ~ 51 V的輸入電壓產(chǎn)生30 V ~ 40 V 的輸出電壓范圍， 從而使每個(gè)LED的VF的可能變化范圍在3. 0 V ~ 4. 0 V。

圖3 簡(jiǎn)化的系統(tǒng)架構(gòu)

　　LM3402HV 是一個(gè)具有內(nèi)部功率N - MOSFET 的降壓型穩(wěn)壓器， 運(yùn)行電壓高達(dá)75 V, 由于其最低過(guò)熱電流限制為530mA, 因此也非常適合350 mA輸出電流， 如有必要足以驅(qū)動(dòng)紋波電流范圍較寬的LED。圖3顯示了系統(tǒng)架構(gòu)， 圖4顯示了每個(gè)LM3402HV 的完整電路。

圖4 詳細(xì)的LM3402HV 電路