高功率LED照明的散熱控制方案設(shè)計(jì)

圖3：采用簡單熱控制的降壓穩(wěn)壓器

匹配某一給定LED的熱降額曲線將取決于許多因素，就如前面所討論的一樣。良好的熱模型將有助于第一次就完成匹配，但也很可能需要一些試驗(yàn)才能匹配觸發(fā)點(diǎn)(trip point)和增益系數(shù)。圖4顯示了采用圖3電路的一些測試結(jié)果。

圖4：采用圖3電路的一些測試結(jié)果

應(yīng)當(dāng)指出的是，如果圖3的熱控制電路靠近LED，那么晶體管將受到LED自發(fā)熱的影響。這將增加約-2.2mVC的變暗效果。

熱敏電阻或其它溫度傳感器也可以與PWM熱控制結(jié)合使用。圖5顯示了一個(gè)簡單的框圖。

圖5：PWM熱控制框圖

亮度的PWM控制是許多高亮度LED制造商的首選方法，這是因?yàn)樗墒沟肔ED在整個(gè)亮度調(diào)節(jié)范圍內(nèi)保持其顏色特征。這一點(diǎn)在RGB混色應(yīng)用中尤其重要。這是很難實(shí)現(xiàn)的，但一般來說調(diào)光功能是比較受人歡迎的，而且該技術(shù)也開始側(cè)重于微控制器接口實(shí)現(xiàn)。

PWM調(diào)光通常采用高于眼睛閃爍頻率100Hz的低頻率。盡管設(shè)計(jì)者必須考慮該LED照明應(yīng)用是否是一個(gè)便攜式或固定應(yīng)用，因?yàn)榭赡軙l(fā)生的頻閃效應(yīng)要求采用更快的PWM頻率。這是針對移動(dòng)車輛或甚至手電筒照明的考慮。

如果PWM調(diào)光與一個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器配合使用，通常該技術(shù)用于快速調(diào)節(jié)LED電流。這將使EMI問題變得更加嚴(yán)重。它也可能使EMI問題變得更好，如果它有效地抖動(dòng)開關(guān)頻率，從而可減少準(zhǔn)峰值EMI信號。

這里也需要有音頻方面的考慮。PWM頻率越高，開關(guān)穩(wěn)壓器電感在PWM調(diào)光頻率處共振的可能性就越高。這在1kHz處將比100Hz更加明顯，部分原因是電感的更差基底響應(yīng)和耳朵的頻率響應(yīng)。

盡管有所有這一切因素，但PWM調(diào)光仍然能提供一個(gè)更好的亮度控制。從模擬的而不是數(shù)字的角度來看，線性控制更容易實(shí)現(xiàn)。您可能需要考慮眼睛對亮度變化的對數(shù)響應(yīng)。這可能導(dǎo)致要求使用對數(shù)電位器以產(chǎn)生明顯的線性亮度控制。

結(jié)論

熱控制是高亮度LED控制的一個(gè)非常重要方面。熱敏電阻的正確應(yīng)用提供了一個(gè)簡單和通用的LED溫度控制方法。這可以通過線性技術(shù)或開關(guān)技術(shù)做到。PWM控制提供了最好的總體方法，但必須小心考慮所有照明系統(tǒng)的要求，而不只是光的要求。