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高功率HB LED产品设计的解决方案

时间:2019-02-18 09:55:41来源:不详 作者:admin 点击:
以全容量驱动一串高亮度LED需要精心设计,同时实现宽调光比,同时保持色谱。幸运的是,有一些集成的驱动器套件可以应对挑战。背景大功率LED的光输出已达到100流明/瓦的关键

以全容量驱动一串高亮度LED需要精心设计,同时实现宽调光比,同时保持色谱。幸运的是,有一些集成的驱动器套件可以应对挑战。

背景

大功率LED的光输出已达到100流明/瓦的关键里程碑,一些制造商声称拥有120流明/瓦的亮度实验室。这意味着LED在能效方面现已超过CFL(80流明/瓦)。然而,进一步预计到2012年,LED将达到150流明/瓦的输出。此外,由于目前所有的重点都是“绿色”,LED不含任何有害物质,如CFL,管内有毒汞蒸气。

LED照明的成本很快下降。单个白光二极管的成本,其中几个进入LED灯泡并弥补了大部分成本,价格从几年前的约5美元降至过去12个月不到1美元。许多LED行业分析师预测,在未来12个月内,白炽灯泡的LED灯泡更换价格将达到消费者可接受的水平。一些LED制造商已经声称他们已经设计了可以为LED灯泡供电的发光芯片,其产生的光与美国家庭中常用的75瓦白炽灯泡相当。这种类型的LED芯片通常需要大约12 W的功率才能输出这么多的光。

LED驱动器IC今天必须具备的一个关键性能是能够充分调暗LED。由于LED以恒定电流驱动,其中DC电流水平与LED亮度成比例,为了改变LED亮度,有两种通过控制LED电流来调暗光的方法。第一种方法是模拟调光,其中LED DC电流水平通过降低恒定的LED电流水平成比例地降低。降低LED电流可导致LED颜色的变化或LED电流的不准确控制。第二种方法是数字或脉冲宽度调制(PWM)调光。 PWM调光以100Hz或100Hz以上的频率打开和关闭LED,这是人眼无法察觉的。 PWM调光占空比与LED亮度成正比,而导通时间LED电流保持在相同水平(由LED驱动器IC设置),在高调光比期间保持恒定的LED颜色。在某些应用中,这种PWM调光方法可以使用高达10,000:1的比率。

具体而言,在驱动高亮度(HB)LED的情况下,LED驱动器IC必须能够提供足够的电流和电压。许多不同类型的LED配置 - 在转换拓扑中满足输入电压范围和所需的输出电压和电流要求。因此,HB LED驱动器IC理想情况下应具有以下特性:

宽输入电压范围 - 高达100 V

宽输出电压范围 - 高达100 V

高效率转换 - 高达95%

严格调节LED电流匹配 - 温度低于2%

低噪声,恒定频率工作 - 高达2.5 MHz

独立电流和调光控制

宽调光范围比 - 高达10,000:1

多种转换拓扑,包括降压,升压,降压 - 升压和SEPIC

许多保护功能,例如保护开路LED灯串,LED引脚至VOUT短路以及精确的欠压锁定阈值

小型紧凑型解决方案封装,外部元件极少

HB LED示例

毫无疑问,大多数汽车前灯仍然使用白炽灯泡。然而,这种主导地位受到高强度放电(HID)灯和HB LED前灯的压力。 HID灯包括用于普通照明的所有高强度放电灯,例如高压汞蒸汽,高压钠,低压钠和金属卤化物。一般照明源足够明亮,以便在房间,建筑物或外部空间中实现工作或生活环境。这包括住宅照明,商业和工业照明,街道照明和汽车前灯。 HID氙气灯在20世纪90年代末首次被用作汽车前灯。然而,它们的生产和制造非常昂贵,因此它们的使用仅限于高端车辆。展望未来,由于最近推出HB LED,这种HID氙灯的使用将迅速下降。因此,HB LED大灯将在未来十年内具有最大的增长率。

高功率HB LED产品设计的解决方案

图1:94%效率25 W白光LED前照灯驱动器

可以使用25 W白光LED大灯配置串联的18个LED阵列,用370 mA驱动它们以产生必要的光输出。然而,一个主要障碍是如何有效且简单地驱动这种配置。一种可能的解决方案是使用最近推出的凌力尔特公司的LT3956单片LED驱动器。 LT3956是一款DC-DC转换器,设计用作恒流和恒压稳压器。它非常适合驱动高电流,高亮度LED(图1)。

LT3956具有内部低端N沟道功率MOSFET,额定电压为3.3 V时为84 V,采用内部稳压7.15 V电源供电。固定频率,电流模式架构可在各种电源和输出电压下稳定工作。基于地的参考电压反馈(FB)引脚可用作多个LED保护功能的输入,也可使转换器作为恒压源工作。

LT3956可检测高压侧的输出电流。 LED灯串。高端检测是驱动LED的最灵活方案,允许升压,降压模式或降压 - 升压模式配置。 PWM输入提供高达3,000:1的LED调光比,而CTRL输入提供额外的模拟调光功能。

高功率HB LED产品设计的解决方案

图2:LT3743典型应用原理图提供20 A的LED电流。

尽管如此,还有其他终端市场应用对高功率HB LED驱动器有其独特需求,其中LED电流大于10 A是必要的。这些包括DLP投影仪,激光驱动器和建筑照明。但是,输送大于10 A的电流会带来许多设计问题,尤其是最终产品本身的热管理方面。为此,凌力尔特公司开发了一种独特的LED驱动器,专门针对这些类型应用中的设计考虑因素。本文由容源电子网(www.dziuu.com)整理提供,部分内容来源于网络,如有侵犯到你的权利请与我们联系更正。

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