照明用LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用（二）

4、典型照明LED驅(qū)動(dòng)方案

目前全球LED市場(chǎng)主要有日本的日亞化學(xué)(Nichia)、豐田合成(ToyodaGosei)、美國(guó)Cree公司、歐洲飛利浦(PhilipsLumileds)和歐司朗(Osram)5家掌控。照明LED驅(qū)動(dòng)芯片制造商，國(guó)內(nèi)利用較多的有華潤(rùn)矽威科技和臺(tái)灣點(diǎn)晶科技的產(chǎn)品，國(guó)外利用較多的有安森美和美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體等芯片。

(1)華潤(rùn)矽威的LED驅(qū)動(dòng)芯片

華潤(rùn)矽威科技最新推出的PT4207采用SOP8封裝，是一款高壓降壓式LED驅(qū)動(dòng)控制芯片，能適應(yīng)從18V到450V的輸入電壓范圍，可支持上百個(gè)LED的串并聯(lián)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，占空比最高可達(dá)100%，以保證系統(tǒng)的高效能。內(nèi)置輸入電壓補(bǔ)償功能，極大改善了PT4207在不同輸入電壓下的LED電流穩(wěn)定性。PT4207內(nèi)置一個(gè)350mA開(kāi)關(guān)，并配備外部MOS開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)端口。對(duì)于350mA以下的應(yīng)用無(wú)需外部MOS開(kāi)關(guān)，對(duì)于高于350mA的應(yīng)用可采用外部MOS管擴(kuò)展電流。LED電流可通過(guò)外部電阻設(shè)定。通過(guò)多功能調(diào)光DIM管腳，可使用電阻或DC電壓線性調(diào)節(jié)LED電流，也可使用數(shù)字脈沖信號(hào)進(jìn)行PWM調(diào)光。PT4207具有多種保護(hù)功能，包括負(fù)載短路保護(hù)、開(kāi)路保護(hù)、過(guò)溫度保護(hù)等。適合AC/DC LED日光燈、RGB背光LED驅(qū)動(dòng)、LED環(huán)境裝飾燈等各種應(yīng)用。PT4207的典型應(yīng)用線路如圖5所示。

圖5：LED日光燈驅(qū)動(dòng)芯片PT4207典型應(yīng)用線路

二極管改為空心通直線，電阻為長(zhǎng)方形，符號(hào)改為斜體，腳注改為小寫正體

(2)安森美LED驅(qū)動(dòng)芯片

安森美半導(dǎo)體NCL30000是一款極佳的產(chǎn)品，成本低，性能佳。這器件集成了PFC、DC-DC轉(zhuǎn)換和LED驅(qū)動(dòng)器，簡(jiǎn)單易用，其小型SOIC封裝也有利于小巧設(shè)計(jì)和低成本。NCL30000采用緊湊型的8引腳表面貼裝封裝，使用臨界導(dǎo)電模式反激架構(gòu)，以單段式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在寬AC輸入電壓范圍內(nèi)提供大于0.95的高功率因數(shù)。典型應(yīng)用包括LED驅(qū)動(dòng)器電源、LED嵌燈、三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)組件(TRIAC)可調(diào)光LED燈及功率因數(shù)校正恒壓電源。其典型應(yīng)用原理圖如圖6所示。

圖6：NCL30000 典型應(yīng)用原理圖

二極管改為空心通直線，電阻為長(zhǎng)方形，符號(hào)改為斜體，腳注改為小寫正體

(3)美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體LED驅(qū)動(dòng)芯片

恒流降壓型，Vin范圍：LM3405 3V -15V/LM3405A 3V-22V;基準(zhǔn)電流源：200mV;工作頻率：0.550/1.6MHZ;PWM調(diào)光。典型應(yīng)用為：家用照明、路燈、廣告裝飾等。LM3405典型應(yīng)用原理圖見(jiàn)圖7。

圖7：LM3405典型應(yīng)用原理圖

二極管改為空心通直線，電阻為長(zhǎng)方形，符號(hào)改為斜體，腳注改為小寫正體

(4)臺(tái)灣點(diǎn)晶科技LED驅(qū)動(dòng)芯片

DM413是全彩驅(qū)動(dòng)芯片，內(nèi)置灰度產(chǎn)生器，采用PWM脈寬調(diào)制方式。專為L(zhǎng)ED 照明、裝飾、大屏顯示等應(yīng)用而設(shè)計(jì)。最大恒流輸出：100mA;最大輸出承受電壓: 17V;最大串行時(shí)鐘頻率:20MHz;芯片工作電壓：3.3V--5.5V。DM413具有若干信號(hào)輸入輸出引腳及多個(gè)功能設(shè)定引腳。信號(hào)通過(guò)輸入接口給DM413相應(yīng)的輸入引腳。3個(gè)輸出引腳用于連接LED，可分配給R，G，B三個(gè)顏色，同一個(gè)輸出引腳接相同顏色的LED，根據(jù)配色需要，每個(gè)輸出引腳可接一個(gè)或多個(gè)LED?？刂破鬏敵鼋涌诰哂腥龡l信號(hào)線：一條串行數(shù)據(jù)輸出線，一條時(shí)鐘信號(hào)輸出線及一條鎖存信號(hào)線。這三條線分別接到驅(qū)動(dòng)芯片相應(yīng)的3個(gè)引腳上。和一般的串行移位機(jī)制相同，在時(shí)鐘信號(hào)的控制下，串行數(shù)據(jù)在驅(qū)動(dòng)芯片內(nèi)部移位寄存。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)送接收完畢，控制器向驅(qū)動(dòng)芯片發(fā)送鎖存信號(hào)，使LED驅(qū)動(dòng)芯片鎖存已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，同時(shí)會(huì)根據(jù)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光。該方式控制LED以人眼分辨不出的高頻率快速亮滅，根據(jù)芯片所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)設(shè)定亮和滅所占的比例，即實(shí)現(xiàn)灰度級(jí)別的控制。DM413的典型應(yīng)用原理圖見(jiàn)圖8。

圖8：DM413典型應(yīng)用原理圖

二極管改為空心通直線，電阻為長(zhǎng)方形，符號(hào)改為斜體，腳注改為小寫正體

5、結(jié)語(yǔ)

綜上所述可以看出，LED在工作時(shí)需要有穩(wěn)流、穩(wěn)壓的元件，但是此類元件應(yīng)具備自身承擔(dān)的分壓高但功耗要小的特性。所以，應(yīng)盡可能采用電容、電感或有源開(kāi)關(guān)電路等高效電路，這樣才能保證LED系統(tǒng)的高效率。采用串聯(lián)式集成恒功率輸出電路，可以使LED的光輸出在很寬的電源范圍內(nèi)保持恒定，但一般的IC電路會(huì)因此而使效率有所下降。采用有源開(kāi)關(guān)電路，可以保證在較高的轉(zhuǎn)換效率下，實(shí)現(xiàn)電源電壓大幅度變化時(shí)恒功率輸出。LED現(xiàn)今絕大多數(shù)芯片都可以從0～100%的調(diào)制光度，并且可保證在整個(gè)調(diào)光過(guò)程保持較高光效，并且不損害LED的壽命。目前，針對(duì)光度控制方面，主要的兩種解決方案為線性調(diào)節(jié)LED的電流(模擬調(diào)光)或在肉眼無(wú)法察覺(jué)的高頻下，讓驅(qū)動(dòng)電流從0到目標(biāo)電流值之間來(lái)回切換(數(shù)字調(diào)光)。利用脈沖寬度調(diào)變(PWM)來(lái)設(shè)定循環(huán)和工作周期可能是實(shí)現(xiàn)數(shù)字調(diào)光的最簡(jiǎn)單的方法。

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