基于交流或直流電源的LED驅動電路設計案例
上傳人:(編輯:tOm) 上傳時間: 2011-01-17 瀏覽次數: 68364 |
對于這類降壓控制方式而言,當控制的LED數量減少時,它的一項局限就會出現,因為這時占空比會變得極窄。而且開關控制器在電流被感測到之前會有200至400 ns的前沿消隱電路。在這種情況下,必須降低開關頻率來適應正常操作,并通過半波整流輸入電路將電壓保持在最低值。在這種方法中,基本架構能夠通過元件修改來輕易擴展,從而也能驅動更長的LED串。
2)采用寬輸入范圍的直流-直流(DC-DC)電源為LED供電
有一系列高亮度LED應用工作在8至40 VDC范圍的電源,這些電源包括鉛酸電池、12-36 VDC適配器、太陽能電池以及低壓的12 和24 VAC交流系統。這類的照明應用眾多,如活動式照明、景觀和道路照明、汽車和交通照明、太陽能供電照明,以及陳列柜照明等。
表1:寬輸入范圍的DC-DC LED應用。
即使目標是采用恒定電流驅動LED,首先要理解的事件就是應用的輸入和輸出電壓變化。LED的正向電壓由材料特性、結溫度范圍、驅動電流和制造容限決定。憑借這些信息,就可以選擇恰當的線性或開關電源拓撲結構,如線性、降壓、升壓或降壓-升壓等。而安森美半導體的NCP3065/3066是一種多模式LED控制器,它集成1.5 A開關,可以設置成降壓、升壓、反轉(降壓-升壓)/單端初級電感轉換器(SEPIC)等多種拓撲結構。NCP3065/3066的輸入電壓范圍為3.0至40 V,具有235 mV的低反饋電壓,工作頻率可調節,最高250 kHz。其它特性包括:能進行逐周期電流限制、不需要控制環路補償、可采用所有陶瓷輸出電容工作、具有模擬和數字PWM調光能力、發生磁滯時內部熱關閉等。
圖4:安森美半導體NCP3065在LED恒流降壓控制應用中的示意圖。
為LED提供保護
如前所述,LED是一種使用壽命極長的光源(可長達5萬小時)。除了需要針對具體的LED應用選擇適合的LED驅動解決方案,還需要為LED提供適當的保護,因為偶爾LED也會失效。其原因多種多樣,可能是因為LED早期失效,也可能是因為局部的組裝缺陷或是因瞬態現象導致失效。必須對這些可能的失效提供預防措施,特別是因為某些應用屬于關鍵應用(故障停機成本高),或是安全攸關的應用(如頭燈、燈塔、橋梁、飛行器、飛機跑道等),或是在地理上難于接近的應用(維護困難)等。
在這方面,可以采用安森美半導體的NUD4700 LED分流保護解決方案。圖5是這種分流保護解決方案的應用及原理示意圖。
圖5:安森美半導體NUD4700 LED開路分流保護器的應用示意圖
在LED正常工作時,泄漏電流僅為近100 μA;而在遭遇瞬態或浪涌條件時,LED就會開路,這時NUD4700分流保護器所在的分流通道激活,所帶來的壓降僅為1.0 V,將帶給電路的影響盡可能地減小。這器件采用節省空間的小型封裝,設計用于1 W LED(額定電流為350 mA@ 3 V),如果散熱處理恰當,也支持大于1 A電流的操作。
總結
相較于白熾燈等傳統光源,LED具有能效高、壽命長、指向性好等眾多優勢,越來越受業界青睞用于通用照明市場。而LED在通用照明市場的應用涉及多方面的要求,需要從系統的角度去考慮,如光源、電源轉換、LED控制和驅動、散熱和光學等。
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