跟着高功率LED的面世,照明工业也面对新的应战。LED的运用寿命及电源转化功率成为规划LED照明体系时的首要考虑要素。而为了供给恒流以保持LED颜色与亮度的一致性,恒流LED驱动器可作为一个供给恒流输出的开关式转化器。此外,省电或高功率的电源转化需求更是在LED照明运用上不行短少的要素,而磁滞型脉冲频率调变技能(HystereTIc PFM)可以大幅提高轻载或重载时的电源转化功率。本文将讨论怎么运用恒流LED驱动器规划出高功率、高稳定性的LED照明体系。
传统LED驱动器:定电压形式
流经LED的电流决议了LED的亮度,电流越大,LED的亮度也会越亮。一般来说,运用定电压或恒流驱动器都可抵达点亮LED的意图。图1为最简略的定电压 LED驱动器,流经LED的电流是由与LED串联的电阻所操控。例如,假定输入电压为5V,LED的顺向偏压为3.6V,则在该条件下,假如需求的LED 电流为20mA,所要运用的限流电阻即为70Ω。尽管这种办法的架构十分简略,但LED的电流会跟着落在LED两头的电压而改动,假如LED顺向偏压不一致或输入电压有少许改变都会对LED的亮度发生影响。除此之外,在限流电阻上的功率损耗也会形成过热及低功率的问题。
图1:定电压LED驱动器电路图
传统LED驱动器:恒流形式
另一种常用的LED驱动器为如图2所示的恒流形式驱动器。在图2中,LED的电流由线性稳压器所供给,其电流可由R1电阻设定。与定电压形式驱动器比较,恒流形式驱动器可以操控流经LED的电流而不受LED顺向偏压及输入电压的不同所影响。但假如输入电压与LED总顺向偏压之间的压差过大的话,仍是会在驱动器上发生过热的问题。
图2:恒流LED驱动器电路图
磁滞型脉冲频率调变
MBI6650 的磁滞型脉冲频率调变操控方法可以在轻载运用下有用提高体系的功率。图3为MBI6650的运用电路,图4为磁滞型脉冲频率调变方法的波型示意图。图3中的VSEN为RSEN电阻两头的压降,MBI6650的输出电流便是由该电压及电阻而定。图4中的VH为MBI6650内部的高位准参阅电压,其值为 VSEN电压的1.3倍,而VL为VSEN的0.7倍。MBI6650的作业原理为:当电源翻开时,VSEN低于VH,因而MBI6650内置的 MOSFET敞开,此刻电感电流增加连带使跨在RSEN两头的VSEN随之增加。当VSEN等于VH时,内置的MOSFET会封闭,此刻电感电流会透过二极管(D1)放电而下降,因而使VSEN电压随之下降。而当VSEN电压等于VL时,内置的MOSFET又会再次敞开并重复之前的动作。由于磁滞型脉冲频率调变的特性,电感电流会一向保持在接连导通形式(CCM),这对下降LED涟波电流有很大的协助。
这种操控方法的切换频率会跟着负载电流而改变,电流越大频率越低。在相同的负载条件下,电感越大其切换频率会越低。MBI6650的切换频率被操控在40kHz以上以防止音频噪声的发生。
除了可改进轻载时的功率外,磁滞型脉冲频率调变操控方法也具有其它长处,例如,由于运用高压测电流约束技能,在限流电阻上所丢失的功耗很小,因而可运用较小体积的限流电阻,这对节约电路板空间及组件费用是有协助的。
图3:MBI6650运用电路图
图4:磁滞型脉冲频率调变操控方法的波型示意图
消除动摇AC输入引起的LED闪耀
在LED照明体系中,增加电路以改进PFC呼应时刻可以协助消除由快速改变的AC输入电压引起的闪耀。假如功率要素校对(PFC)块呼应不够快,动摇AC输入可以推进输出电压超出其正常规模并引起人眼可以发觉的照明输出改变。增加一些简略的电路至PFC块可以协助改进呼应时刻并消除闪耀问题。
防止过压条件
增加过压消除(OVE)至PFC块,协助更轻松地对升高过快(特别发动过程中)的电压作出反应。没有OVE块的话,假如PFC没有及时呼应,输出电压和反应操控之间就会存在空隙。由于输出电压抵达其方针,反应操控测验下降操控值,可是由于它太慢,可能会发生过多的能量。增加OVE功用可以处理这个问题。当过多的升压电压超出方针时,维护发动而且PFC转化器作出快速反应。图1显现在有和没有附加OVE电路的情况下PFC操控器的输出呼应。装备OVE的操控器在发动时有用消除过压条件的应力。
图:增加OVP功用在发动时消除过压应力
维护功用
为保证LED照明体系及驱动器的安全及可靠性,MBI6650一起供给数种维护功用。例如:欠电压维护(UVLO)防止让IC因输入电压缺乏时呈现误动作,它所供给的磁滞电压可防止开机时的噪声搅扰。开路及短路维护可维护驱动器因受毛病情况影响而损害。一起MBI6650也供给过温度维护,当IC芯片抵达 140°C时,IC即会主动封闭输出电流以防止过热对IC发生损害,而当温度降至95°C时,%&&&&&%才又会再次作业。
修改点评:本篇文章将恒流LED驱动器规划出高功率、高稳定性的LED照明体系的大部分根底常识都进行了总结和概括。还对传统LED驱动器的两种形式进行了具体的剖析和相应的电路剖析。并给出了消除LED闪耀的处理办法。期望我们可以全面把握这些常识,从而为自己的规划生计打好坚实的根底。
本站《无线通信特刊》,更多优质内容,立刻下载阅读