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有效控制白光LED电流的开关稳压器

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:471

  数年前,制造商们还将自己白光led而不是暗淡led的最大正向额定电流设定为20 ma。今天的白光led可以提供更高的亮度,因此必须工作在更高的偏置电流下。在接近led最大额定值的大电流工作情况下仍要保持对led偏置点的控制,就需要一种新的方法。

  偏置led最简单、最常用的方法是与led串联一个电阻,以限制 led的最大电流,但这种方法会直接影响功率效率(功率效率定义为led 功率与总输入功率之比)。对一个工作在350ma的白光led而言,其二极管上相应的正向压降约为3.2v。将串联电阻和led连接到5v电源,工作效率为64%,即从5v电源获得3.2v。功耗会生热,造成在串联电阻的平均功耗为36 mw,正向电流为20 ma,这样大小的功耗还是可以接受的,但当正向电流为350 ma时,功耗会迅速上升到630 mw。

  另外,采用串联电阻会使二极管偏置点以及led亮度随电源电压和环境温度而波动。美国国家半导体(national semicondductor)公司的lm2852是开关降压稳压器,它采用内部补偿和同步mosfet开关,可以驱动大至2a的负载,此电路可以为一个大电流led有效提供恒定电流驱动,同时将电源电压和温度变化对led亮度的影响降低到最低程度(图1)。


  在本电路中,lm2852的工作效率约为93%,它直接控制一个步进降压稳压器拓扑,保持流经led1电流的恒定,该电流可以用电位器r1调整。电路的控制回路完成电流/电压的转换,有效地调节电路的输出电流。在工作中,lm2852将其内部基准电压与由d1、r1和r2构成的分压器电压作比较,并驱动控制回路,在其电压检测管脚保持一个恒定的1.2v。通过分压器的电流与通过led1的电流成正比,电流比率会跟踪电路的工作温度范围,因为d1和led1有相近的正向电压温度系列2 mv/℃。将d1和led1相互挨着安装到印制电路板上,可以为温度补偿提供足够近的热耦合。

  当r1的滑动片完全顺时针滑动时,通过d1的电流约为1 ma,通过 led1 的电流平均值约为500 ma。逆时针调整r1,可将led1的正向电流从500 ma减小至0a。

  当对不同电流回路增益标定r1和r2值时,降低增益会影响电路的转换效率,而增加增益则使回路对元件公差更加敏感。如要作远程亮度控制,可以用数字编程电位器替代机械式电位器r1。规定的极限连续电流为350 ma,峰值脉冲电流为500 ma。图2显示的是电路的效率随输入电压的变化情况。注意,电路的效率随输入电压的降低而增加,这有助于延长电池供电系统的工作时间。


  当温度出现波动时,通过led1的电流变化率在整个温度范围内低于3%,比串联电阻限流电路提高了三倍(图3)。虽然图1电路比单个电阻要复杂,但它也只需少量元器件。对l1而言,本样机使用的是coilcraft (www.coilcraft.com)的mss5131-103表面安装电感,额定电感量为10mh。


  美国国家半导体公司lm2852 数据表对电容cin、css与cout 的选择作了概述。为了更高效地散热,电路的印制电路板上应有大量的铜箔焊盘和ic1与led1的走线。当正向电流为 350 ma时,led1耗电1.1w,因此请参考制造商的数据表,遵照其热设计方面的建议。

  信息来源:(综合电子论坛)



  数年前,制造商们还将自己白光led而不是暗淡led的最大正向额定电流设定为20 ma。今天的白光led可以提供更高的亮度,因此必须工作在更高的偏置电流下。在接近led最大额定值的大电流工作情况下仍要保持对led偏置点的控制,就需要一种新的方法。

  偏置led最简单、最常用的方法是与led串联一个电阻,以限制 led的最大电流,但这种方法会直接影响功率效率(功率效率定义为led 功率与总输入功率之比)。对一个工作在350ma的白光led而言,其二极管上相应的正向压降约为3.2v。将串联电阻和led连接到5v电源,工作效率为64%,即从5v电源获得3.2v。功耗会生热,造成在串联电阻的平均功耗为36 mw,正向电流为20 ma,这样大小的功耗还是可以接受的,但当正向电流为350 ma时,功耗会迅速上升到630 mw。

  另外,采用串联电阻会使二极管偏置点以及led亮度随电源电压和环境温度而波动。美国国家半导体(national semicondductor)公司的lm2852是开关降压稳压器,它采用内部补偿和同步mosfet开关,可以驱动大至2a的负载,此电路可以为一个大电流led有效提供恒定电流驱动,同时将电源电压和温度变化对led亮度的影响降低到最低程度(图1)。


  在本电路中,lm2852的工作效率约为93%,它直接控制一个步进降压稳压器拓扑,保持流经led1电流的恒定,该电流可以用电位器r1调整。电路的控制回路完成电流/电压的转换,有效地调节电路的输出电流。在工作中,lm2852将其内部基准电压与由d1、r1和r2构成的分压器电压作比较,并驱动控制回路,在其电压检测管脚保持一个恒定的1.2v。通过分压器的电流与通过led1的电流成正比,电流比率会跟踪电路的工作温度范围,因为d1和led1有相近的正向电压温度系列2 mv/℃。将d1和led1相互挨着安装到印制电路板上,可以为温度补偿提供足够近的热耦合。

  当r1的滑动片完全顺时针滑动时,通过d1的电流约为1 ma,通过 led1 的电流平均值约为500 ma。逆时针调整r1,可将led1的正向电流从500 ma减小至0a。

  当对不同电流回路增益标定r1和r2值时,降低增益会影响电路的转换效率,而增加增益则使回路对元件公差更加敏感。如要作远程亮度控制,可以用数字编程电位器替代机械式电位器r1。规定的极限连续电流为350 ma,峰值脉冲电流为500 ma。图2显示的是电路的效率随输入电压的变化情况。注意,电路的效率随输入电压的降低而增加,这有助于延长电池供电系统的工作时间。


  当温度出现波动时,通过led1的电流变化率在整个温度范围内低于3%,比串联电阻限流电路提高了三倍(图3)。虽然图1电路比单个电阻要复杂,但它也只需少量元器件。对l1而言,本样机使用的是coilcraft (www.coilcraft.com)的mss5131-103表面安装电感,额定电感量为10mh。


  美国国家半导体公司lm2852 数据表对电容cin、css与cout 的选择作了概述。为了更高效地散热,电路的印制电路板上应有大量的铜箔焊盘和ic1与led1的走线。当正向电流为 350 ma时,led1耗电1.1w,因此请参考制造商的数据表,遵照其热设计方面的建议。

  信息来源:(综合电子论坛)



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