LED驅(qū)動(dòng)原理設(shè)計(jì)及案例
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本文首先介紹了特種照明的應(yīng)用環(huán)境,然后,詳細(xì)闡述了利用DC/DC穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)恒壓轉(zhuǎn)恒流設(shè)計(jì)的基本原理和實(shí)際案例,并說(shuō)明了大功率LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)與散熱部分設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的事項(xiàng),最后指出了大功率LED新應(yīng)用對(duì)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)提出的新要求,給出了國(guó)家半導(dǎo)體公司的完整解決方案的指南,它有助于從事LED照明行業(yè)的電子設(shè)計(jì)工程師全面掌握最新的LED驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)。
雖然大功率LED現(xiàn)在還不能大規(guī)模取代傳統(tǒng)的白熾燈,但它們?cè)谑覂?nèi)外裝飾、特種照明方面有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,因此掌握大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)技術(shù),對(duì)于開(kāi)拓大功率LED的新應(yīng)用至關(guān)重要。LED按照功率和發(fā)光亮度可以劃分為大功率LED、高亮度LED及普通LED。一般來(lái)說(shuō),大功率LED的功率至少在1W以上,目前比較常見(jiàn)的有1W、3W、5W、8W和10W。
恒流驅(qū)動(dòng)和提高LED的光學(xué)效率是LED 應(yīng)用設(shè)計(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,本文首先介紹大功率LED的應(yīng)用及其恒流驅(qū)動(dòng)方案的選擇指南,然后以美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體(NS)的產(chǎn)品為例,重點(diǎn)討論如何巧妙應(yīng)用LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的采樣電阻提高大功率LED的效率,并給出大功率LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)與散熱設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)。
驅(qū)動(dòng)芯片的選擇
LED驅(qū)動(dòng)只占LED照明系統(tǒng)成本的很小部分,但它關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)性能的可靠性。目前,美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的LED驅(qū)動(dòng)方案主要定位在中高端LED照明和燈飾等市場(chǎng)。燈飾分為室內(nèi)和室外兩種,由于室內(nèi)LED燈所應(yīng)用的電源環(huán)境有AC/DC和DC/DC轉(zhuǎn)換器兩種方式,所以驅(qū)動(dòng)芯片的選擇也要從這兩方面考慮。
圖1:利用DC/DC穩(wěn)壓器FB反饋端實(shí)現(xiàn)從恒壓驅(qū)動(dòng)(左圖)到恒流驅(qū)動(dòng)(右圖)的轉(zhuǎn)換。
1. AC/DC轉(zhuǎn)換器
AC/DC分為220V交流輸入和12V交流輸入。12V交流電是酒店中廣泛應(yīng)用的鹵素?zé)舻碾娫?,現(xiàn)有的LED可以在保留現(xiàn)有交流12V的條件下進(jìn)行設(shè)計(jì)。針對(duì)替代鹵素?zé)舻脑O(shè)計(jì),美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體LM2734的主要優(yōu)勢(shì)是體積小、可靠性高、輸出電流高達(dá)1A,恰好適合鹵素?zé)魺艨谥睆叫〉奶攸c(diǎn)。
取代鹵素?zé)糁螅琇ED燈一般做成1W或3W。LED燈與鹵素?zé)粝啾扔袃纱髢?yōu)勢(shì):(1)光源比較集中,1W照明所獲得的亮度等同于十幾瓦鹵素?zé)舻牧炼?,因此比較省電;(2) LED燈的壽命比鹵素?zé)糸L(zhǎng)。
LED燈的主要弱點(diǎn)是燈光的射角太窄,成本相對(duì)較高。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,由于LED燈的壽命較長(zhǎng),所以還是具有非常大的成本優(yōu)勢(shì)。220V AC/DC轉(zhuǎn)換器(例如LM5021)主要鎖定舞臺(tái)燈和路燈市場(chǎng)。
圖2:在FB反饋端和RFB之間放置一個(gè)運(yùn)算放大器以降低功耗。
評(píng)論