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深圳市瑞申電子有限公司

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功率電感:LED照明驅動選擇與設計技巧揭秘(一)

時間:2015-01-03 17:44:44 點擊:
   LED的排列方式及LED光源的規范決定著基本的驅動器要求。LED 驅動器的主要功能就是在一定的工作條件范圍下限制流過LED 的電流, 而無論輸入及輸出電壓如何變化。LED驅動器基本的工作電路示意圖如圖1所示,其中所謂的“隔離”表示交流線路電壓與LED(即輸入與輸出)之間沒有物理上的電氣連接,最常用的是采用變壓器來電氣隔離,而“非隔離”則沒有采用高頻變壓器來電氣隔離。

  值得一提的是,在LED 照明設計中,AC-DC 電源轉換與恒流驅動這兩部分電路可以采用不同配置:

  (1)整體式(integral)配置,即兩者融合在一起,均位于照明燈具內,這種配置的優勢包括優化能效及簡化安裝等;

  (2)分布式(distributed)配置,即兩者單獨存在,這種配置簡化安全考慮,并增加靈活性。

  二、如何選擇LED驅動方式

  如今在市場上典型的LED驅動器包括兩類,即線性驅動器和開關驅動器;大概的適用范圍功率電感打樣 見圖2.如電流大于500mA的大電流應用采用開關穩壓器,因為線性驅動器限于自身結構原因,無法提供這樣大的電流;而在電流低于200mA的低電流應用中,通常采用線性穩壓器或分離穩壓器;而在200至500mA的中等電流應 用中,既可以采用線性穩壓器,也可以采用開關穩壓器。

  開關穩壓器的能效高,且提供極佳的亮度控制。線性穩壓器結構比較簡單,易于設計,提供穩流及過流保護,且沒有電磁兼容性(EMC)問題。

  在低電流LED應用中,電阻型驅動器盡管成本較低且結構簡單,但這種驅動器在低電壓條件下,正向電流較低,會導致LED亮度不足,且在負載突降等瞬態條件下,LED可能受損;并且電阻是耗能元件,整個方案的能效較低,見圖3。

  例如在采用DC-DC電源的LED照明應用中,可以采用的LED驅動方式有電阻型、線性穩壓器及開關穩壓器等,基本的應用示意圖見圖4。

  電阻型驅動方式中,調整與LED 串聯的電流檢測電阻即可控制LED 的正向電流,這種驅動方式易于設計、成本低,且沒有電磁兼容(EMC)問題,劣勢是依賴于電壓、需要篩選(binning) LED,且能效較低。

  線性穩壓器同樣易于設計且沒有EMC 問題,還支持電流穩流及過流保護(fold back)模壓電感工廠,且提供外部電流設定點,不足在于功率耗散問題,及輸入電壓要始終高于正向電壓,且能效不高。開關穩壓器通過PWM 控制模塊不斷控制開關(FET)的開和關,進而控制電流的流動。


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