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线性恒流稳压器驱动LED

高工
2013-05-22 20:31:08     打赏
凭借着节能、高效、长使用寿命等优势,LED照明成为当下异常火热的一个领域。欧美、日本各国纷纷出台政策支持LED照明的发展。LED照明的发展催生了LED驱动器巨大的市场需求。本文将按照电流的等级来介绍几种用于不同领域的LED照明驱动方案。

市场上典型的LED驱动器包括两类,即线性驱动器和开关驱动器;大概的适用范围见图1。如电流大于500mA的大电流应用采用开关稳压器,因为线性驱动器限于自身结构原因,无法提供这样大的电流;而在电流低于200mA的低电流应用中,通常采用线性稳压器或分离稳压器;而在200至500mA的中等电流应用中,既可以采用线性稳压器,也可以采用开关稳压器。

开关稳压器的能效高,且提供极佳的亮度控制。线性稳压器结构比较简单,易于设计,提供稳流及过流保护,且没有电磁兼容性(EMC)问题。


线性恒流稳压器

在低电流LED应用中,电阻型驱动器尽管成本较低且结构简单,但这种驱动器在低电压条件下,正向电流较低,会导致LED亮度不足,且在负载突降等瞬态条件下,LED可能受损;并且电阻是耗能元件,整个方案的能效较低,见下图示例。





关键词: 驱动     稳压器     线性     LED照明    

高工
2013-05-22 20:32:20     打赏
2楼
与电阻型驱动器相比,安森美半导体推出的线性恒流稳压器可以提供稳定电流,在宽电压范围下提供恒定亮度,在高输入电压时保护LED,使其免于过驱动,在低输入电压时提供更高的亮度。而得益于其恒流特性,整个驱动仅需要一个SOT223封装的线性稳压器,结构简单;客户可以减少或消除源自不同供应商提供的不同LED的编码成本,使系统总成本更低。线性稳压器的适合手电,手持应急灯,走廊夜灯等小电流应用。


电感型转换器

线性稳压器输出的弱点是输出能力有限,且不能升压使用。电感型转换器是很好的解决方案,可以实现良好的光亮控制和最佳的总发光效率。选择合适的电感型转换器有助提升效率,而实际无论是升压或是降压,都取决于应用的电源和LED的配置结构。

智能楼宇中的备用电源一般为直流24V,市电断电之后仍需要备用照明长时间的工作,省电是备用照明的重点,此时正是电感型转换器LED驱动器的用武之地。图3说明了如何利用CAT4201从一个24V电源来驱动5只1W的LED。

LED电流由外部电阻R1来设定。CAT4201降压LED驱动器利用两阶段开关作业来提供精确的平均电流。在第一阶段,位于内部的CAT4201FET开关将SW端连接到地,使电流上升并对电感充电。


电感两端的电压基本上等于24V减去LED的压降。一旦电流达到预定的峰值,内部开关就切断,而电流则继续流过萧特基二极管,直到电感放电为止。当电感的电流降到0时,将重复上述过程,因而电感电流的波形为三角形。本例中,开关频率约为260kHz。LED两端的电容C2将LED的电流突波减到最小。采用大电容会将突波减到更小。

本例中的总转换效率(LED功率除以来自VBAT的功率)可达94%。在调节过程中想要LED电流保持完好,只要VBAT高于LED电压-总VF+3V。低于该电平时,LED电流将线性降低。



高工
2013-05-22 20:34:22     打赏
3楼
可使用TRIAC调光的LED驱动方案

在日常照明中虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯,但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用,大功率LED被称为“绿色光源”,将向大电流(300mA至1.4A)、高效率(60至120流明/瓦)、亮度可调的方向发展。

传统的TRIAC(双向晶闸管)调光控制器是用来调节电阻性的负载(例如是白炽灯或卤素灯),而目前市场上的LED驱动器解决方案,在作TRIAC调光控制的时候,会产生120Hz的闪烁及/或不能实现100:1的对比度。LM3445离线式LED驱动器解决方案,适用于任何使用TRIAC(三端双向可控硅)壁挂式调光器的LED照明应用,而且能够提供宽范围的,稳定的亮度平滑调整,并不会产生闪烁的变化。



LM3445驱动电路

LM3445TRIAC调光LED驱动器,应用电压范围从80VAC到270VAC,导通角检测器/译码器可以实现宽全范围的(100:1)调光,内置3000Ω泄流电阻确保TRIAC信号译码无误,正在申请注册专利的调控架构可确保恒定的纹波电流以延长LED的工作寿命,可调节输出电流高至1A,可通过主/从操作方式控制多条灯串的亮度。


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