升降壓轉換器的LED照明驅動設計(圖)
上傳人:admin 上傳時間: 2008-02-21 瀏覽次數: 948 |
雖然在輸出電壓可能高于也可能低于輸入電壓時,峰值電流模式控制的非連續升降壓轉換器是LED驅動器的一個不錯選擇。但是,采用這種升降壓轉換器來設計驅動器時,LED電壓的變化會改變LED電流,LED開路將導致輸出端產生過高的電壓,從而損壞轉換器。本文將詳細討論這種用于LED的轉換器設計,并給出多種克服其固有缺點的方法。
發光二極管(LED)的應用已有很多年,隨著最新技術的進步,它們正逐漸成為照明市場中強有力的競爭者。新的高亮度LED具有很長的壽命(約10萬小時)和很高的效率(約30流明/瓦)。過去三十多年來,LED的光輸出亮度每l8~24個月便會翻一番,而且這種增長勢頭還會持續下去,這種趨勢稱為Haitz定律,相當于LED的摩爾定律。
從電氣上來說,LED與二極管類似,它們也是單向導電(盡管它們的反向阻斷能力并不太好,高的反向電壓很容易損壞(LED),并具有與常規二極管類似的低動態阻抗V-I特性。另外,LED一般都有安全導通時的額定電流(高亮度LED的額定電流一般為350mA或700mA)。通過額定電流時,LED正向壓降的差異可能比較大,通常350mA白光LED的壓降在3~4V之間。
驅動LED需要受控的DC電流。為了使LED的使用壽命長些,LED電流中的紋波必須很低,因為高紋波電流會使LED產生較大的阻性功耗,降低LED使用壽命。LED驅動電路需要更高效率,因為總體效率不僅取決于LED本身,也與驅動電路有關。而工作于電流控制模式的開關轉換器是滿足LED應用的高功率及高效率要求的理想驅動方案。
驅動多個LED也需要仔細考慮。圖1是LED的串并聯連接電路。其中圖1(a)為LED的并聯連接電路。圖1(h)是LED的串聯連接電路。由于各個LED的動態阻抗和正向壓降不相同,因此,如果沒有外部均流電路(如電流鏡像),就不可能保證流過LED上的電流相同;此外,由于一個LED 出現故障將使LED串斷開,從而致使所有LED電流在剩下的LED串之間分配,這將導致LED串上的電流增大,從而可能損壞LED。因此,出于上面兩個原因,設計時一般不用如圖1(a)那樣的并聯LED電路。

因此,更好的做法是將LED串聯起來。但該方法的缺點是,如果一個LED 出現故障,則整個LED串將停止工作。讓剩下的LED串繼續工作的一個簡單辦法是將一個齊納二極管(其額定電壓大于LED的最高電壓)與每個(或每組)LED并聯,如圖1(b)所示。這樣,任何一個LED發生故障后,其電流都會流到相應的齊納二極管上,LED串的其余部分仍可正常工作。
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