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LED电源驱动电路的根本规划详解

LED电源驱动电路的基本设计详解-随着白光 LED的诞生及其迅速发展,LED开始进入普通照明阶段。LED是一种固态冷光源,是继白炽灯、荧光灯和高强度放电灯(HID)之后出现的第四代电光源。

  LED电源驱动电路解析

跟着白光 LED的诞生及其迅速发展,LED开端进入一般照明阶段。LED是一种固态冷光源,是继白炽灯、荧光灯和高强度放电灯(HID)之后呈现的第四代电光源。现已遍及运用于建筑物照明、大街照明、景象照明、标识牌、信号灯、以及住所内的照明等领域中。

  LED 供电的原始电源现在主要有三种:即低压电池、太阳能电池和沟通市电电源。无论是选用哪一种原始电源,都必须经过电源改换来满意 LED 的作业条件。这种电源改换电路,一般来说就是指的 LED 驱动电路。在 LED 太阳能供电系统中,还需求蓄电池或超级电容器,用以贮存太阳能。在夜晚需求照明时,蓄电池或超级电容器再经过操控电路放电,为 LED驱动电路供电。

  太阳能和风能与 LED 的结合,是 LED 运用的一大亮点,它将为第三国际的贫穷和边远地区带来光亮,让绿色照明的光芒照亮国际的每一个旮旯。

  一、低压直流供电的 LED驱动电路

  1.当输入电压高于 LED电压时

  当输入电压高于 LED或 LED串的电压降时,一般选用线性稳压器或开关型降压稳压器。

  (1)线性稳压器

  线性稳压器是一种 DC-DC 降压式改换器。LED 驱动电路所选用的线性稳压器大都为低压差稳压器(LDO),其长处是不需求电感元件,所需元件数量少,不发生 EMI,本身电压降比较低。可是与开关型稳压器比较,LDO的功率损耗仍是较大,功率较低。LDO在驱动 350mA以上的大功率 LED串时,往往需求加散热器。

  (2)开关型降压(buck)稳压器

  根据单片专用 IC 的开关型降压稳压器需求一个电感元件。 许多降压稳压器开关频率达 1MHz以上,致使外部元件十分小,占有十分小的空间,功率达 90%以上。但这种改换器会发生开关噪声,存在 EMI问题。图 1所示是根据 Zetex 公司 ZXSC300的 3W LED降压型驱动电路。其间的RCS为电流传感电阻, D1为1A的肖特基二极管。 在6V的输入电压下, 经过LED的电流达1.11A.ZXSC300 选用 5 引脚 SOT23 封装。

  

  现在有许多降压改换器单片IC将开关MOSFET(Q1)和降压二极管(D1)也集成在同一芯片上,使外部元件数量进一步削减。

  2.当输入电压低于 LED电压时

  当输入电压低于 LED或 LED串的总正向压降时,LED需求升压型驱动电路。升压型改换器主要有以下两种类型。

  (1)电感升压改换器

  在手机背光照明中,常运用电感升压型 LED 驱动电路。开关型电感升压改换器被用作驱动一个或多个 LED组成的 LED串,经过每个 LED的电流持平。假如 LED串中有一个 LED开路,其他 LED 将会平息。图 2 所示为电感升压型 LED 驱动电路,LED 串由 8 只日亚化工公司的NSPW500BS型白光 LED组成,在 4V的输入电压下,经过每个 LED的电流约为 25mA.

  

  现在绝大多数升压稳压器 IC,都将开关管集成在芯片中,有的还集成了肖特基二极管。

  (2)开关电容(电荷泵)升压改换器

  开关电容升压转换器亦即电荷泵。电荷泵专用 IC 内置切换开关,外接 1 个或两个 1μF的充放电%&&&&&%。电荷泵作业形式有 1&TImes;、1.5&TImes;和 2&TImes;,近几年又呈现了 1.33&TImes;(4/3 倍)和 4×形式。在输出电压挨近输入电压时,电荷泵不需求升压,即在 1×形式作业。当需求升压时,则切换到 1.5×或其他作业形式。电荷泵电路能够驱动 LED 阵列,也可只驱动 1 个 LED.图 3 所示为根据MAXl570的电荷泵驱动5个白光LED的电路。 MAX1570选用4mm×4mm的16引脚QFN封装,最大厚度为 0.8mm.MAX1570 输入电压规模为 2.7V~5.5V,在1MHz 的固定频率和在 1×及 1.5×形式高效作业,为 LED供给 30mA的恒流,LED电流匹配精度达 0.3%,而且 LED电流可由单个电阻 RsEr设置。 可经过数字输入或 PWM 来操控LED亮度, 在封闭状况仅耗费 0.1μA的电流。

  

  3.当输入电压既或许高于也或许低于 LED电压时

  在输入电压既或许高于,也或许低于 LED或 LED串的总电压降时,就必须运用降压/升压改换器。根据 LT℃3783 的降压/升压型改换器驱动 8 只1.5A串联 LED的电路如图 4 所示。该 LED串驱动电路的输入电压规模为 9~36V,LED 串的总电压降规模为 18~37V.在 VIN=14.4V,Vo=36V和 I0=1.5A条件下,输出功率为 54W,功率达 93%.电路的开关频率由 IC 脚FREQ上的

  电阻 R5 设置(频率规模为 20kHz~1MHz),R7 与 R8 组成的分压器设置输出过电压维护电平,连接在 IC 脚 FBP 与高侧线路之间的 R4,用作感测 LED 电流。LTC3783 支撑多拓扑结构。用其还能够构筑升压转换器和降压转换器等电路。

  回扫改换器、单端初级电感改换器(SEP%&&&&&%)和 CUK稳压器等,都能够升高或下降输入电压,

  输出与输入电压在极性上能够相同或相反。每种拓扑都有共同的优势,但功率都比降压一升压稳压器低。

  

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