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基于飛兆半導體FAN100的LED系統(tǒng)設(shè)計

作者: 時間:2010-06-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:隨著高功率的出現(xiàn),的使用壽命及電源轉(zhuǎn)換效率成為照明時的主要考慮因素,飛兆出高效率、高穩(wěn)定性的LED照明,首先給出了硬件電路,接著分析了電路的性能,最后進行實驗仿真。從仿真結(jié)果可以看出本在溫度波動比較大的范圍內(nèi)比較穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞:電源;LED;寬范圍

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/169263.htm

O 引言
所有發(fā)光二極管無論其燈光顏色、尺寸大小或功率有甚不同,只要驅(qū)動的電流恒定不變,它們都能充分發(fā)揮其性能。發(fā)光二極管生產(chǎn)商都會列明產(chǎn)品的規(guī)格,例如,數(shù)據(jù)表上會列出產(chǎn)品在指定正向電流(IF)而非正向電壓(VF)驅(qū)動下的流明、光束波形及顏色。發(fā)光二極管的亮度隨電流的大小而不同,且制造出來的發(fā)光二極管,其電壓與電流曲線稍有差異,因而LED照明的亮度常隨電源電壓的變動而無法穩(wěn)定。為維持亮度穩(wěn)定一致,需要發(fā)光二極管恒流驅(qū)動器來實現(xiàn)。恒流驅(qū)動器可以使得發(fā)光二極管工作在固定電流模式,因而亮度穩(wěn)定性高。恒流驅(qū)動器也讓發(fā)光二極管長期工作在一定電流下,使其維持較長壽命。發(fā)光二極管照明優(yōu)點是節(jié)能、安全,但由于恒定電流工作考慮,能耗亦相對增加,因此照明系統(tǒng)設(shè)計以低能耗為目標。前面提到恒流驅(qū)動器的壓降在2 V以內(nèi),即是考慮低能耗的設(shè)計,若系統(tǒng)的電源端電壓與串接發(fā)光二極管壓降超過2 V以上,則需考慮以電壓轉(zhuǎn)換器來達到低能耗目標,但仍維持恒定電流工作模式。低能耗的電壓轉(zhuǎn)換器是以開關(guān)式方式工作,依據(jù)反饋電路控制開關(guān)周期,達到穩(wěn)定輸出電壓。但為了維持發(fā)光二極管恒定電流工作狀態(tài),反饋電路是以輸出電流來控制轉(zhuǎn)換器開關(guān)周期。
目前市場上電源輸入系統(tǒng)為兩類:一類前端為AC電源輸入系統(tǒng)加上后端的電流控制模塊,此類產(chǎn)品包括冷凍柜燈條、室內(nèi)燈具、路燈、臺燈、MRl6、ARlll等。另一類為交流電源直接輸入系統(tǒng)整合AC/DC轉(zhuǎn)換器和恒定電流線路,此類產(chǎn)品包括E27和GUl0等燈泡型LED燈、PAR燈、T5和T8LED燈管。
本文采用恒流源驅(qū)動二極管發(fā)光,發(fā)光二極管電流減小時,恒流源電路采集到變化(減小)的電流值,進行放大后,傳輸給控制電路,控制電路對采樣信號進行反相處理,輸出脈沖寬度增大,寬度增大的輸出脈沖驅(qū)動功率轉(zhuǎn)換級的功率管,使得次級輸出電壓增加,這樣,串聯(lián)LED兩端的電壓也增大,于是,流過發(fā)光二極管的電流也增大,這就維持了發(fā)光二極管的電流恒定,同樣,若由于某種原因,使發(fā)光二極管的電流增大時,其控制過程相反,采用恒流源驅(qū)動的方法,可克服大功率發(fā)光二極管管壓降的不一致和因溫度特性較差,管子的電流和發(fā)光效率變化的缺點。

1 硬件電路
1.1 FANl00簡介
FANl00是一個初級端調(diào)節(jié)PWM控制器,以滿足高亮度(high brightness,HB)發(fā)光二極管(LED)市場的關(guān)鍵性需求。采用內(nèi)置專有TRUECURRENTTM技術(shù)和嚴格的恒壓(constant voltage,CV)范圍,實現(xiàn)最精確的恒流(constant current,CC)控制,而無需使用次級端反饋電路。通過在較寬的電壓范圍內(nèi)精確恒流,同樣的電路就可以用于數(shù)目不同的成串LED,從而提高設(shè)計靈活性、縮短上市時間,并延長HBLED的使用壽命。由于這些PSR PWM控制器的高集成度,因此可以節(jié)省線路板空間,以配合燈泡外形尺寸不斷縮小的發(fā)展趨勢。
FANl00具有專有的節(jié)能模式,提供關(guān)斷時間調(diào)制功能,以線性方式減小輕負載狀況下的PWM頻率。另外,它們還通過減少次級端反饋電路和組件,最大限度地減小功耗(無負載下待機功耗O.15 W)。所有這些節(jié)能特性都是使電源符合嚴苛的能效法規(guī)所不可或缺的。此外,這些PSRPWM控制器更提供了穩(wěn)健的保護功能如欠壓鎖定(UV-LO)、過壓保護(OVP)和過熱保護(OTP)。
1.2 整體電路
整體電路如圖1所示。


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