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低成本LED驱动IC促进了照明领域的革新 模拟电子技术 免费猫

发布时间:2020-02-17 13:26:22 阅读: 来源:充填泵厂家

低成本LED驱动IC促进了照明领域的革新 - 模拟电子技术 - 电子工程网

当今,商用LED的发光效率正接近荧光灯70~80lm/W的效率。荧光光源是非常成熟的技术,未来很可能会有一些改进,而LED的发光效率(lm/W)每10年就以20倍的速度增加,并且这种趋势还会继续。

LED照明光源已经开始渗透到像户外广告、建筑照明、交通信号以及汽车内部灯光、仪表盘、尾灯和前照灯等这样的照明市场。虽然还处于起步阶段,但根据最近的DOE报告,在2002年并网的LED照明设备将会节省8.3TW/h:“……超过一个大型发电站的输出功率。”

建筑照明节能的潜力是巨大的。在建筑中,照明是最终使用的第二大能源,占全美国所有电能的22%,估计每年将达到8.2×1015 BTU。

目前,相对过高的LED照明光源初始安装费用限制了它的推广。然而,它的一些其他特性则弥补了初始安装费用过高的不足。这些特性包括:

● 能量消耗较低

● 工作寿命较长

● 耐用性好

● 发热量低

● 体积较小

● 安全性得以改进

● 控制简单、精确

此外,LED照明光源的成本也正在急剧下降,而且市场对高亮度LED照明光源的需求也持续增加。预计在2010年,将有超过80亿美元的市场份额,是2005年的两倍多。相对传统照明光源,由于高亮度LED具有低成本和更高的发光强度,因此,精确性、发光效率和断续工作能力将是LED IC控制方案的主要特征。

断续工作能力要求采用开关电源技术来实现高亮度LED的电位效率。IC行业已经采用多种PWM控制器来设计针对LED驱动和控制的特殊电路。许多半导体供应商都提供相应的控制IC或驱动电路,例如,Micronix公司(一家IXYS公司)的MXHV9910,其内部框图如图1所示。这种控制器最吸引人的一个特征是它具有一个内部稳压器,该稳压器直接输入高压,从而不需要采用降压电阻或高压电流源的外部低压供电电路,同时降低了成本,并且节省了电路板空间。

图1 一种典型的高亮度LED驱动电路该芯片可以在8~450V的范围内工作,并且可以配置成降压、升压,或降压-升压工作模式。它也具有通过调整电流和线性度,或PWM而进行亮度调整的能力。高压工作特点可以使它能够驱动数百个串联的高亮度LED。当驱动高亮度LED时,该芯片的效率高于90%,使最大限度地降低能量的消耗成为可能,从而可以在相当广的领域内应用。

除了实现最小的系统功率损失外,芯片内部的电流调整器也具有固定输出的能力,从而延长了LED的寿命。此外,片上还有一个7.8V的稳压器,可以为内部逻辑供电,也可以为外部逻辑提供1mA的电流,并且能够直接驱动外部MOSFET管的栅极。降压变换器的参考设计如图2所示(可以提供评估板,型号为MXHV9910DB3)。

图2 具有0.56Ω电流采样电阻和4.7mH开关电感的照明参考设计图2中,R4为0.56Ω的电流检测电阻,其额定峰值电流为250mV/0.56Ω,即466mA,该电流的设置是通过调整RA1来降低LD输入端的电压实现的。PWMD的输入引脚可以外接从0%~100%的PWM亮度控制信号。

IXTA8N50P高速开关FET可用作主开关器件,其额定工作电压为500V,导通电阻RDS(ON)为0.8Ω,并且25℃时的额定电流为8A。电感L1的值是由开关频率、输入电压和二极管的正向电压和电流决定的。开关频率由R1设定在64kHz。频率越高,FET的损耗就越高,而较低的频率则需要较大的L1值。

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