v8彩票如何采用恒流驱动电路提高LED的光学效率

2020-05-11 19:04字体:
  

  的功率起码正在1W以上,目前对照常睹的有1W、3W、5W、8W和10W。恒流驱动和 普及led的成果是LED操纵安排的两个环节题目,本文开始先容大功率LED的操纵及其恒流驱动计划的采选指南,然后以美邦邦度半导体(NS)的产物为例,要点研究怎样奇妙操纵LED恒流驱动

  固然大功率LED现正在还不行大范围代替古板的白炽灯,但它们正在室外里粉饰、特种照明方面有着越来越遍及的操纵,于是负责大功率LED恒流驱动器的安排本领,对待开荒大功率LED的新操纵至闭紧急。LED服从功率和发光亮度可能划分为大功率LED、高亮度LED及大凡LED。日常来说,大功率LED的功 率起码正在1W以上,目前对照常睹的有1W、3W、5W、8W和10W。已大量量操纵的有1W和3W LED,而5W、 8W和10WLED的操纵相对较少。估计大功率LED灯会正在2008年奥运会上大批操纵,于是电子和照明行业都非眷注LED照明新本领的生长操纵。

  恒流驱动和普及LED的光学成果是LED操纵安排的两个环节题目,本文开始先容大功率LED的操纵及其 恒流驱动计划的采选指南,然后以美邦邦度半导体(NS)的产物为例,要点研究怎样奇妙操纵LED恒流 驱动电途的采样电阻普及大功率LED的成果,并给出大功率LED驱动器安排与散热安排的留心事项。 驱动芯片的采选LED驱动只占LED照明体系本钱的很小个别,但它闭连到全面体系机能的牢靠性。目 前,美邦邦度半导体公司的LED驱动计划首要定位正在中高端LED照明和灯饰等墟市。灯饰分为室内和 室外两种,因为室内LED灯所操纵的电源处境有AC/DCDC/DC转换器两种办法,以是驱动芯片的采选 也要从这两方面研讨。

  图1:行使DC/DC稳压器FB反应端告竣从恒压驱动(左图)到恒流驱动(右图)的转换

  AC/DC分为220V换取输入和12V换取输入。12V换取电是旅舍中遍及操纵的卤素灯的电源,现有的LED 可能正在保存现有换取12V的要求下举行安排。针对取代卤素灯的安排,美邦邦度半导体LM2734的首要 上风是体积小、v8彩票牢靠性高、输出电流高达1A,恰巧适合卤素灯灯口直径小的特色。

  代替卤素灯之后,LED灯日常做成1W或3W。LED灯与卤素灯比拟有两大上风:(1)光源对照蚁合,1W照 明所得回的亮度等同于十几瓦卤素灯的亮度,于是对照省电;(2)LED灯的寿命比卤素灯长。

  LED灯的首要弱点是灯光的射角太窄,本钱相对较高。但从很久来看,因为LED灯的寿命较长,以是依旧具有额外大的本钱上风。220VAC/DC转换器(比方LM5021)首要锁定舞台灯和途灯墟市。

  目前,LED手电筒攻克了DC/DC转换器的绝大个别需求量。手电筒采用的LED功率根本上是1W,供电方 式搜罗锂电池和镍锌电池、碱性电池等。3W手电筒的操纵从来还存正在少少难点,由于3WLED灯自己需 要散热,散热装备的体积大,从而正在必定水准上弱小了LED灯体积小的上风。另外,因为3WLED灯的 电流高达700mA,一次充电后的电池应用时光缩短。虽然如斯,对待上述操纵邦度半导体供应LM3475、LM2623A和LM3485等计划。

  矿灯也是LED灯的首要操纵界限之一,它属于特种照明行业,需求专业的认证轨范,中邦对LED正在矿灯界限的操纵从来都很珍重。目前,LED安排行业存正在对特种行业的需求了解亏损的题目,安排中常采用少少不真实践的、希奇的安排计划。比方,将LED灯和电池一齐嵌入头盔,却没有研讨到矿灯独特应用处境的百般需求,这能够是形成LED正在矿灯墟市的操纵从来没有翻开情景的紧急缘故。

  对待矿灯LED操纵,美邦邦度半导体供应了厚实的DC/DC稳压器产物,搜罗LM3485、LM3478和LM5010 。仍旧用户采用一颗1W的LED灯,边际再放6颗大凡的高亮度LED灯,组成一种具有独特闪耀功效的矿 灯。

  总而言之,LED灯正在灯饰和特种照明行业有着遍及的生长前景,邦度半导体为此供应完美的新型LED驱动管理计划。

  恒压供电的根本电途(图1左)采用反应电阻RFB1和RFB2,当负载电流发作转移时,VFB也随之转移,DC/DC稳压器通过感知VFB的转移,使输出电压保持正在一个固定的电平:

  正在图1右边电途中,DC/DC稳压器的FB是高阻输入端,流经LED的电流IF为:

  为仍旧IF恒定,DC/DC稳压器感知VFB,然后调动LED正端电压,使流经LED的电流仍旧恒定。这便是 行使DC/DC稳压器FB反应端告竣恒压到恒流转换的道理。

  日常来说,DC/DC稳压器对VFB的转移有一个感知的局限,一朝LED选定,其劳动电流IF的巨细也就确 定了,所选的电阻要保障VFB落正在DC/DC稳压器容许的局限内。以VFB等于1.25V为例,假设IF差异为 15mA、350mA和700mA,采样电阻的功耗将差异小于20mW、400mW和800mW。对待1W的LED来说,采样电 阻的功耗差异占到总电源花费的2%、40%和80%。于是,采样电阻的安排对普及LED的功能至闭紧急, 它应当采用尽能够小的数值。

  因为直接将RFB衔接FB端会形成RFB的功耗过大,以是正在FB端和RFB之间就寝一个运算放大器,以放大 RFB搜聚到的电压VTAP(图2)。

  凡是,1W大功率LED的榜样劳动电流为350mA,要是采选RFB等于1欧姆,则RFB的功耗为:

  研讨运算放大器自己的功耗,RFB及其隶属电途的功耗大约为1WLED功率的12%。如许就能正在确保LED 得回恒流供电的同时,将RFB的功耗低重到可能经受的秤谌,从而使LED两头的电压尽能够大,流经 的电流也尽能够大。邦度半导体服从这个道理劳动的稳压器有LM2736和LM2734。

  LM2734是1A降压型稳压器。基于LM2734的恒流驱动电途(图3)行使LM321运算放大器获取采样电阻Rset上的电压,集合其它电阻和电容就可能组成一个完美、高成果的大功率LED恒流驱动电途。正在实践应用中,有些LED恒流驱动电途可能直接从采样电阻获取反应电压,如图4所示。

  图3中采样电阻Rset确定了恒流驱动电途的安排,况且对全面体系的成果有紧急影响,于是把稳安排Rset对俭约能源至闭紧急。图3和图4的仔细安排文献请向邦度半导体外地授权分销商索取。

  日常来说,要是央求LED驱动电流的转移不越过标称值的5%至10%,那么采用精度为2%的电阻就足够了。LED驱动电流的榜样震荡局限是正负10%。因为采样电阻花费的功率较大,应避免应用功率较小的贴片电阻。另外,LM3478计划实用于众个大功率LED的恒流驱动,而基于LM5021的恒流驱动安排方 案则针对220VAC/DC转换器的操纵。

  就电子体系安排而言,工程师正在安排LED恒流驱动电途时开始要剖析LED的恒流参数。目前LED芯片的创制商良众,邦外里LED的差别首要正在于不异电参数的环境下,流明数能够分歧,于是安排工程师要 显现地了解到LED功率并不是确定发光成果的独一参数。比方,同样是1W的LED,有的LED可能到达40 流明的亮度,而有的只可到达20流明的亮度,这是由于LED光学成果还取决于资料和制制工艺等诸众闭节。

  有些安排工程师为普及发光成果而接纳加大驱动电流的方法,比方,对待统一颗1WLED,加大驱动电 流后,亮度可能从20流明普及到40流明,然而LED的劳动温度也相应升高了。一朝温度越过LED的限温点,就会影响LED的寿命和牢靠性,这是安排恒流驱动历程中需求留心的紧急题目。

  另外,LED照明体系的光学成果不只仅取决于LED恒流驱动计划,还与全面体系的散热安排亲密闭联。为缩小体积,某些LED恒流驱动体系将LED驱动电途与散热个别逼近安排,如许容易影响牢靠性。

  日常来说,LED照明体系的热源根本便是LED灯自己的热源,热源太蚁合会发作热损耗,于是LED驱动电途不行与散热体系紧贴正在一齐。提议接纳下列散热设施:LED灯采用铝基板散热;功率器件平均排布;尽能够避免将LED驱动电途与散热个别逼近安排;遏抑封装至印刷电途基板的热阻抗;普及LED芯片的散热顺畅性以低重热阻抗。

  大功率LED被称为“绿色光源”,它将向大LED电流(300mA至1.4A)、高成果(60至120流明/瓦)、亮度可调的对象生长。

  因为大功率LED正在寿命上具有很大上风(外1),以是生长前景额外宏大,此中最被看好的照明操纵是汽车、医疗筑造和仪器仪外及其它特种照明处境。但这些操纵对LED驱动体系安排也提出了新的央求,搜罗:输入电压局限日常央求为6V到24V;具有障碍负载庇护、反相和过压庇护;待机功耗额外低 ;低带隙基准以裁汰电流检测损耗以及具有PWM调动亮度的功效等。

  针对这些需求,美邦邦度半导体公司供应了全系列LED驱动器安排计划(睹外2),可认为用户供应全数的LED驱动器管理计划。

  LED照明体系需求借助于恒流供电,目前主流的恒流驱动安排计划是行使线性或开闭型DC/DC稳压器集合特定的反应电途为LED供应恒流供电,凭据DC/DC稳压器外围电途安排的差别,又可能分为电感型LED驱动器和开闭电容型LED驱动器。电感型升压驱动器计划其好处是驱动电流较高,LED的端电压较低、功耗较低、成果仍旧稳定,稀奇实用于驱动众只LED的操纵。正在大功率LED驱动器安排中,首要采用开闭电容型LED驱动计划,其好处是LED两头的电压较高、流过的电流较大,从而得回较高的功能及光学成果。先辈的开闭电容本领还不妨普及成果,所以正在大功率LED驱动中操纵遍及。

  大功率LED照明本领有着宏大的生长前景,所以受到广泛的眷注和投资者的追捧。现阶段,因为LED芯片安排和创制本领及资料等诸众成分的限定,它片刻还不行齐全代替古板的白炽灯,所以人们更为眷注大功率LED正在特种照明中的操纵。

  本文开始先容了特种照明的操纵处境,然后,仔细发挥了行使DC/DC稳压器告竣恒压转恒流安排的基 本道理和实践案例,并注解了大功率LED驱动器安排与散热个别安排应当留心的事项,最终指出了大功率LED新操纵对驱动器安排提出的新央求,给出了邦度半导体公司的完美管理计划的指南,它有助于从事LED照明行业的电子安排工程师全数负责最新的LED驱动器体系安排本领。

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