【解析新特性】300W单路输出工业电源>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 综合技术 » 电源与模拟 » 如何利用降压结构实现LED驱动

共1条 1/1 1 跳转至

如何利用降压结构实现LED驱动

助工
2014-07-23 15:37:36    评分
在另一方面,由于输出电容不足,AC电流的纹波电路需要比较大的电感,以满足LED纹波的要求(正向电流ΔIF=±5到20%)。在同样的电流纹波时,大电感会增加面积和LED驱动的成本。因此在恒流降压电路中,输出电容的使用要在成本、面积和调光的速度、范围之间经行权衡。

例如,用纹波电流驱动一个1A的白光LED(VF≈3.5V),ΔIF需要满足±5%范围内,输入电压12V,频率为500kHz,在电感电流幅度为1.1A时,只能允许使用50mH的电感。然而如果电感的纹波电流允许增加±30%,那么电感将会小于10mH。

如果10mH和50mH电感在使用相同的材料和相同的额定电流的情况下,在成本和体积方面,10mH大概只是50mH的一半。为了用10mH电感实现需求的ΔIF(±5%),输出电容需要根据LED的动态电阻rD和检测电阻RFB和在此开关频率下电容的阻抗来计算,可以利用下面的表达式(Eq.3)

环路控制结构

基于降压的结构可以与很多环路控制结构很好的匹配,而且不用考虑稳定性的限制,例如右半平面零点问题。除了和其他调光方法兼容以外,这种降压结构使得PWM调光变得容易。基于这种结构的LED驱动可以使系统设计人员提供更多的选择。滞回控制非常适合在开关频率变化比较快和输入范围比较小的情况下应用,例如灯泡和交通灯。

由于滞回控制不用考虑稳定性限制,所以不需要考虑环路补偿。不像环路控制那样受带宽限制。利用滞回控制驱动降压LED驱动(图.2a)使设计变得简单,也减少了器件数量和成本。这种结构也使PWM调光的范围比其他结构好。利用滞回控制的LED驱动非常适合在要求调光范围非常大和调光频率比较高以及开关频率变化非常大的情况下应用。

图2a:基本的滞回控制降压驱动。

类似的滞回降压LED驱动可以在固定频率操作和不需要开关频率变化的滞回控制之间提供了一个比较好的折中方案。控制开启时间的降压LED驱动(图2b)使用了一个滞回比较器和开启时间控制器。让开启时间与输入电压成反比,这样可以让开关频率的变化减少的最小。运用这种结构同样可以避免环路控制的带宽限制。运用不同的调光结构可以让调光范围变得非常宽。
\


图2b:开启时间控制的降压LED驱动。

在一些情况下,例如许多自动控制应用中,LED驱动与外部时钟或与驱动之间进行同步时要求减少噪音的干扰。在没有时钟的滞回控制和准滞回控制的结构在执行同步频率时会带来困难。相比来说,这个问题对于由时钟控制的调整器来说就比较容易实现,例如图2c中固定频率的降压LED驱动。固定频率控制可以解决这个复杂的问题,但是由于它动态响应的限制也影响了调光的范围。
总之,降压LED驱动的很多特点使其变得很有吸引力。它可以很容易设置成电流源,也可以实现最少的外围元器件,器件少可以使得设计变得简单,提高驱动的稳定性,也可以减少成本。降压结构的LED适合很多种控制方式使其应用的灵活性比较高。

它输出可以省略输出电容,也可以与其他不同的调光方式进行很好的匹配,这些特点可以允许它在高速调光和宽范围调光的情况下应用。当应用允许的情况下,所有的这些特点使得降压LED驱动的拓扑结构有了很多的选择。

什么样的应用条件不允许使用这种结构呢?例如家用或商用的照明需要上千流明,设计一种方法来驱动一个LED串。LED串上的总的正向压降等于其中每个LED正向压降之和。在一些情况下,系统的输入电压范围可能比一串LED的正向压降低,或者有的时候高有的时候低。这些情况下有可能会需要升压结构,也有可能会需要降-升压开关调整器。   




关键词: 结构     实现     驱动    

共1条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]