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高亮度LED驱动动态及电路集锦

发布时间:2008/6/3 0:00:00 访问次数:338

1. 为照明系统中高亮度led提供高效电流驱动

本文讨论的简单电路能够调节高亮度led的驱动电流,该电路采用非定制、高度集成的降压型开关调节器(max5035),能够准确地控制流过led的电流。max5035 dc/dc转换器在6.5v至76v宽输入电压范围内保持125khz固定工作频率,是汽车应用的理想之选。亮度控制可以通过模拟(线性调节)或低频占空比(pwm)方式实现。

高亮度led发展背景

近几年,高亮度led (hb led)在各种照明系统中作为光源日益受到青睐,这是由于高亮度led具有高度的可靠性,使用寿命可以达到几十甚至几万小时,比传统的白炽灯或卤素灯的使用寿命高出几个数量级。基于这一优势,高亮度led在汽车照明、公共标示与信号标志以及建筑照明中得到普遍应用。

高亮度led是经过特殊处理的pn结半导体器件,正向偏置时可发出白光、红光、绿光或蓝光(也可能产生其它颜色光)。作为pn结它们表现出类似于传统二极管的v-i特性,但具有较高的结压降。在正向电压达到vf (从红光led的2.5v到蓝光led的4.5v),流过led的电流很小;一旦正向电压达到vf,电流将迅速上升(与传统二极管相同)。因此,必须采用限流措施限制电流的上升,以防led损坏。目前有三种基本的限流方式,表1对这三种方式进行了对比:

高亮度led开关电源

图1是基于固定频率、高集成度pwm开关转换器max5035的高亮度led电源原理图,输出电流可达1a。另一类似器件max5033的输出电流可以达到500ma。这款基于电感的buck调节器能够准确控制流过led (或几个串联led,总电压为12v)的电流。max5035的开关频率为125khz,输入电压范围高达76v (需使用更高额定电压的输入电容和二极管)。此电路可以在较宽的输入电压范围内控制并保持恒定的led电流。表2总结了该电路的设计规格。

利用图1电路在控制端作用一个电压调节led电流(图2)。图3给出了这一控制架构的效率。

2. 具有亮度调节功能的高亮度led驱动器

maxim推出具有宽输入电压范围的高亮度(hb)led驱动器max16801/max16802。max16801适合通用的交流输入(85v至265v交流电压整流输入)led驱动器,max16802则适用于直流输入led驱动器(10.8v至24vdc,采用外部偏置时输入电压可以更高)。max16801/max16802具有262khz固定开关频率,采用电流模式控制方案。配合使用外部mosfet,可提供大功率输出(超过50w),并可获得较高效率(85%以上)。允许使用小尺寸元件,从而降低了系统成本。可以驱动几路串联的hbled,通过pwm或线性亮度调节实现较宽(0至100%)的调节范围。需要精确调节led电流时,可利用内部误差放大器和精度为1%的基准进行调节。
max16801/max16802工作在扩展级温度范围(-40℃至+85℃),采用表面贴装、8引脚μmax无铅封装。

3. 用电池组驱动七个高亮度白光led的电路设计

为驱动一个以上的高亮度白光led,设计工程师需要选择是串联连接led或是并联连接led。当然,每种连接方式都会给设计带来折衷。

并联连接只需在每个led两端施加较低的电压,但需要利用镇流电阻或电流源来保证每个led的亮度一致。如果流过每个led的偏置电流大小不同,则它们的亮度也不同,从而导致整个光源亮度不均匀。然而,利用镇流电阻或电流源来保证led的亮度一致将缩短电池的使用寿命。

采用串联连接本质上可以很好保证电流的一致性,但需要给led串施加较高电压。为达到适当的照明亮度,普通白光led需要3.6v偏置电压和最大20ma的偏置电流。图1给出了可以调节7个白光led串亮度的低成本电感型升压电路。

这个

1. 为照明系统中高亮度led提供高效电流驱动

本文讨论的简单电路能够调节高亮度led的驱动电流,该电路采用非定制、高度集成的降压型开关调节器(max5035),能够准确地控制流过led的电流。max5035 dc/dc转换器在6.5v至76v宽输入电压范围内保持125khz固定工作频率,是汽车应用的理想之选。亮度控制可以通过模拟(线性调节)或低频占空比(pwm)方式实现。

高亮度led发展背景

近几年,高亮度led (hb led)在各种照明系统中作为光源日益受到青睐,这是由于高亮度led具有高度的可靠性,使用寿命可以达到几十甚至几万小时,比传统的白炽灯或卤素灯的使用寿命高出几个数量级。基于这一优势,高亮度led在汽车照明、公共标示与信号标志以及建筑照明中得到普遍应用。

高亮度led是经过特殊处理的pn结半导体器件,正向偏置时可发出白光、红光、绿光或蓝光(也可能产生其它颜色光)。作为pn结它们表现出类似于传统二极管的v-i特性,但具有较高的结压降。在正向电压达到vf (从红光led的2.5v到蓝光led的4.5v),流过led的电流很小;一旦正向电压达到vf,电流将迅速上升(与传统二极管相同)。因此,必须采用限流措施限制电流的上升,以防led损坏。目前有三种基本的限流方式,表1对这三种方式进行了对比:

高亮度led开关电源

图1是基于固定频率、高集成度pwm开关转换器max5035的高亮度led电源原理图,输出电流可达1a。另一类似器件max5033的输出电流可以达到500ma。这款基于电感的buck调节器能够准确控制流过led (或几个串联led,总电压为12v)的电流。max5035的开关频率为125khz,输入电压范围高达76v (需使用更高额定电压的输入电容和二极管)。此电路可以在较宽的输入电压范围内控制并保持恒定的led电流。表2总结了该电路的设计规格。

利用图1电路在控制端作用一个电压调节led电流(图2)。图3给出了这一控制架构的效率。

2. 具有亮度调节功能的高亮度led驱动器

maxim推出具有宽输入电压范围的高亮度(hb)led驱动器max16801/max16802。max16801适合通用的交流输入(85v至265v交流电压整流输入)led驱动器,max16802则适用于直流输入led驱动器(10.8v至24vdc,采用外部偏置时输入电压可以更高)。max16801/max16802具有262khz固定开关频率,采用电流模式控制方案。配合使用外部mosfet,可提供大功率输出(超过50w),并可获得较高效率(85%以上)。允许使用小尺寸元件,从而降低了系统成本。可以驱动几路串联的hbled,通过pwm或线性亮度调节实现较宽(0至100%)的调节范围。需要精确调节led电流时,可利用内部误差放大器和精度为1%的基准进行调节。
max16801/max16802工作在扩展级温度范围(-40℃至+85℃),采用表面贴装、8引脚μmax无铅封装。

3. 用电池组驱动七个高亮度白光led的电路设计

为驱动一个以上的高亮度白光led,设计工程师需要选择是串联连接led或是并联连接led。当然,每种连接方式都会给设计带来折衷。

并联连接只需在每个led两端施加较低的电压,但需要利用镇流电阻或电流源来保证每个led的亮度一致。如果流过每个led的偏置电流大小不同,则它们的亮度也不同,从而导致整个光源亮度不均匀。然而,利用镇流电阻或电流源来保证led的亮度一致将缩短电池的使用寿命。

采用串联连接本质上可以很好保证电流的一致性,但需要给led串施加较高电压。为达到适当的照明亮度,普通白光led需要3.6v偏置电压和最大20ma的偏置电流。图1给出了可以调节7个白光led串亮度的低成本电感型升压电路。

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