線性LED驅(qū)動器方案概覽及其典型應(yīng)用
在眾多照明應(yīng)用中,線性LED驅(qū)動器是首選的方案,因為它們相對簡單,易于設(shè)計,且使LED能夠以精確穩(wěn)流電流來驅(qū)動,而無論LED正向壓降或輸入電壓如何變化。由于驅(qū)動器是線性結(jié)構(gòu),它們必須匹配應(yīng)用的功率耗散要求。安森美半導(dǎo)體提供電流范圍在10 mA到1 A之間的寬廣范圍線性LED驅(qū)動器方案,包括新穎的線性恒流穩(wěn)流器(CCR)方案及其它眾多線性驅(qū)動器方案。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/120126.htm針對低電流LED驅(qū)動的線性CCR及應(yīng)用示例
在電流低于350 mA的許多低電流LED應(yīng)用中,如汽車組合尾燈、霓紅燈替代、交通信號燈、大型顯示屏背光、建筑物裝飾光及指示器等,可以采用普通的線性穩(wěn)壓器或是電阻來提供LED驅(qū)動方案。電阻用于限制LED串的電流,是成本最低的方案,易于設(shè)計,且沒有電磁兼容性問題。但是,使用電阻時,LED正向電流由電壓確定,在低電壓條件下,正向電流較低,會導(dǎo)致LED亮度不足,且在負(fù)載突降等瞬態(tài)條件下,LED可能受損。電阻方案的能效也最低,不利于節(jié)能,這在強(qiáng)調(diào)高低能耗的應(yīng)用中尤為不利。此外,電阻方案也存在LED熱失控及篩選問題。線性穩(wěn)壓器方案的提供較佳的穩(wěn)流精度(±2%),支持過功率自調(diào)節(jié),也沒有EMI問題。這種方案的能效較低,成本適中。
客戶需要比普通線性穩(wěn)壓器經(jīng)濟(jì)、但在性能上又比電阻高出許多的驅(qū)動方案。安森美半導(dǎo)體運(yùn)用待批專利的自偏置晶體管(SBT)技術(shù),結(jié)合自身超強(qiáng)的工藝控制能力,推出了新穎的LED驅(qū)動方案——NSI45系列線性恒流穩(wěn)流器(CCR)。與電阻相比,線性CCR在寬電壓范圍下亮度恒定,在高輸入電壓時保護(hù)LED,使其免于過驅(qū)動,在低輸入電壓時提供更高亮度。得益于其恒流特性,客戶可以減少或消除不同供應(yīng)商提供的不同LED的編碼成本,降系統(tǒng)總成本。CCR也無EMI問題,采用高功率密度封裝,并通過汽車行業(yè)AEC-Q101認(rèn)證。
安森美半導(dǎo)體的CCR包含雙端固定輸出和三端可調(diào)節(jié)輸出兩種類型,電流等級分別涵蓋10至350 mA及20至160 mA,陽極-陰極最大電壓VAK分別為50 V和45 V。高VAK電壓幫助抑制浪涌,保護(hù)LED。這系列CCR在電流流動前無電壓偏移,其快速導(dǎo)通/關(guān)閉特性提供寬范圍及精確的脈寬調(diào)制(PWM)調(diào)光能力。市場上沒有跟CCR一樣的“即插即用”器件,其它器件都需最低0.5 V的電壓導(dǎo)通,而不會像CCR一樣立即導(dǎo)通(見圖1左)。CCR能以外部雙極結(jié)晶體管(BJT)來提供精確的PWM調(diào)光(見圖1右),典型PWM調(diào)光頻率是0.1到3 kHz,調(diào)光過程中并無色彩漂移,因為LED始終以優(yōu)化的電流導(dǎo)通。
圖1: 25 mA的CCR與競爭器件的Ireg-Vin曲線比較(左);CCR調(diào)光應(yīng)用示例(右)。
CCR帶有負(fù)溫度系數(shù)(NTC)特性,在極端電壓和工作溫度下保護(hù)LED免受熱失控影響。CCR易于設(shè)計,適合高端(High-side)及低端(Low-side)應(yīng)用(見圖2a),不需外部元件,非常簡單,適合更寬的應(yīng)用范圍;相比較而言,有些供應(yīng)商提供跟安森美半導(dǎo)體CCR類似的功能或性能,但需要額外的外部元件、不能配置為高端或低端驅(qū)動器、封裝不同或是熱可靠性較遜。
圖2:CCR可靈活用于高端或低端驅(qū)動,亦可驅(qū)動多串LED。
CCR還能用于驅(qū)動多串LED(見圖2b和2c),同樣是既可用于高端,也可用于低端。圖2b顯示的是單個CCR驅(qū)動多串LED的應(yīng)用示例,這種配置的成本最低,但不同LED的正向壓降必須匹配,且某串LED故障則其它串LED的電流增加,加大故障風(fēng)險。這種配置中較多功率耗散在單個CCR封裝之中。圖2c顯示的是多個CCR驅(qū)動多串LED,這種配置的保護(hù)性能最佳,既不需要匹配LED,某串LED故障對其它串也沒有影響,且功率在多個CCR封裝中耗散。
除了以單個CCR驅(qū)動單串或多串LED,還能并聯(lián)多個CCR來提供更大電流,驅(qū)動單串或多串LED。其中,使用三端可調(diào)節(jié)輸出CCR有助于滿足特定電流設(shè)置要求,可調(diào)節(jié)電阻能耗不到150 mW。 圖3:并聯(lián)多個CCR提供更大電流,驅(qū)動單串名多串LED。
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