用于照明設(shè)備的高亮度LED驅(qū)動(dòng)
線性驅(qū)動(dòng)器
驅(qū)動(dòng)HBLED的最佳方案是使用恒流源。實(shí)現(xiàn)恒流源的簡單電路是:用一個(gè)MOSFET與HBLED串聯(lián),對HBLED的電流進(jìn)行檢測并將其與基準(zhǔn)電壓相比較,比較信號反饋到運(yùn)算放大器,進(jìn)而控制MOSFET的柵極。這種電路的如同一個(gè)理想的電流源,可以在正向電壓、電源電壓變化時(shí)保持固定的電流。目前,一些線性驅(qū)動(dòng)芯片,例如MAX16806,如圖1所示,在芯片內(nèi)部集成了MOSFET和高精度電壓基準(zhǔn),能夠在不同照明裝置之間保持一致的亮度。
圖1. 350mA線性LED驅(qū)動(dòng)器,無需μC或開關(guān)轉(zhuǎn)換器
線性驅(qū)動(dòng)器相對于開關(guān)模式驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是:電路結(jié)構(gòu)簡單,易于實(shí)現(xiàn),因?yàn)闆]有高頻開關(guān),所以也不需要考慮EMI問題。線性驅(qū)動(dòng)器的外圍元件少,可有效降低系統(tǒng)的整體成本,例如:MAX16806所要求的輸入電壓只需比LED總壓降高出1V。利用外部檢流電阻測量LED的電流,從而保證在輸入電壓和LED正向電壓變化時(shí),MAX16806能夠輸出恒定的電流。
線性驅(qū)動(dòng)器的功耗等于LED電流乘以內(nèi)部(或外部)無源器件的壓降。當(dāng)LED電流或輸入電源電壓增大時(shí),功耗也會(huì)增大,從而限制了線性驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用。為了減少照明裝置的功耗,MAX16806對輸入電壓進(jìn)行監(jiān)測,如果輸入電壓超過預(yù)先設(shè)定值,它將減小驅(qū)動(dòng)電流以降低功耗。該項(xiàng)功能可以在某些應(yīng)用中避免使用開關(guān)電源,例如:汽車頂燈或日間行車燈等,這些應(yīng)用中通常會(huì)在出現(xiàn)不正常的高電池電壓時(shí)導(dǎo)致燈光熄滅。
開關(guān)型降壓驅(qū)動(dòng)器
當(dāng)輸入電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于LED的總壓降時(shí),最好使用開關(guān)模式降壓驅(qū)動(dòng)器,例如MAX16820,如圖2所示,它能使電源功耗降至最低,從而獲得較高的驅(qū)動(dòng)器效率。
圖2. 2MHz降壓型、高亮度LED驅(qū)動(dòng)器,采用高邊電流檢測
與一般HBLED驅(qū)動(dòng)的Buck芯片不同,MAX16820采用滯回控制。沒有控制環(huán)路補(bǔ)償,從而簡化了設(shè)計(jì),有助于減少外部器件數(shù)量。集成高壓電流檢測放大器,能夠工作在高達(dá)2MHz的開關(guān)頻率,有效降低電路板空間和器件數(shù)量,由此,MAX16820可理想用于絕大多數(shù)LED驅(qū)動(dòng),例如:基于MR16的高效LED、汽車前燈和尾燈等。
LED亮度調(diào)節(jié)
減小LED電流會(huì)降低LED亮度,其輸出光譜也將發(fā)生改變。在一些應(yīng)用中,不建議這樣使用。為了在不同亮度下保持相同的光譜,最好將電流保持在廠商規(guī)定的數(shù)值,然后以特定頻率或占空比對輸出電流進(jìn)行斬波。為了避免視覺閃爍,頻率應(yīng)高于100Hz。調(diào)光幅度取決于LED驅(qū)動(dòng)器所允許的最小周期。
大部分LED驅(qū)動(dòng)器需要由微處理器或外部定時(shí)器產(chǎn)生亮度控制信號。MAX16806和MAX16831 LED驅(qū)動(dòng)器則由內(nèi)部產(chǎn)生200Hz控制信號,用于LED PWM亮度控制;也可以利用外部PWM信號或模擬信號通過DIM引腳調(diào)節(jié)亮度。在一些應(yīng)用中,該功能的引入可以省去微處理器。
合理選擇HB LED驅(qū)動(dòng)器必須理解具體LED照明裝置的要求,首先需要確定電參數(shù),例如:輸入電壓、LED電流、LED正向?qū)妷阂约斑@些參數(shù)的變化范圍。安全性、EMI、熱管理、機(jī)械性能以及可以利用的電路板面積也是必須考慮的因素。線性驅(qū)動(dòng)器比較適合要求低成本、低EMI的應(yīng)用。開關(guān)型驅(qū)動(dòng)器則適用于大功率、高效率和寬輸入電壓范圍等應(yīng)用場合,但成本較高,必須考慮EMI問題。Maxim可以針對不同的HB LED應(yīng)用提供寬范圍的解決方案。
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