侵权投诉
当前位置:

OFweek电子工程网

功率设计

正文

一种线性LED驱动器方案概览及其典型应用

导读: 在众多照明应用中,线性LED驱动器是首选的方案,因为它们相对简单,易于设计,且使LED能够以精确稳流电流来驱动,而无论LED正向压降或输入电压如何变化。由于驱动器是线性结构,它们必须匹配应用的功率耗散要求。

  在众多照明应用中,线性LED驱动器是首选的方案,因为它们相对简单,易于设计,且使LED能够以精确稳流电流来驱动,而无论LED正向压降或输入电压如何变化。由于驱动器是线性结构,它们必须匹配应用的功率耗散要求。安森美半导体提供电流范围在10 mA到1 A之间的宽广范围线性LED驱动器方案,包括新颖的线性恒流稳流器(CCR)方案及其它众多线性驱动器方案。

 

  针对低电流LED驱动的线性CCR及应用示例

 

  在电流低于350 mA的许多低电流LED应用中,如汽车组合尾灯、霓红灯替代、交通信号灯、大型显示屏背光、建筑物装饰光及指示器等,可以采用普通的线性稳压器或是电阻来提供LED驱动方案。电阻用于限制LED串的电流,是成本最低的方案,易于设计,且没有电磁兼容性问题。但是,使用电阻时,LED正向电流由电压确定,在低电压条件下,正向电流较低,会导致LED亮度不足,且在负载突降等瞬态条件下,LED可能受损。电阻方案的能效也最低,不利于节能,这在强调高低能耗的应用中尤为不利。此外,电阻方案也存在LED热失控及筛选问题。线性稳压器方案的提供较佳的稳流精度(±2%),支持过功率自调节,也没有EMI问题。这种方案的能效较低,成本适中。

  客户需要比普通线性稳压器经济、但在性能上又比电阻高出许多的驱动方案。安森美半导体运用待批专利的自偏置晶体管(SBT)技术,结合自身超强的工艺控制能力,推出了新颖的LED驱动方案——NSI45系列线性恒流稳流器(CCR)。与电阻相比,线性CCR在宽电压范围下亮度恒定,在高输入电压时保护LED,使其免于过驱动,在低输入电压时提供更高亮度。得益于其恒流特性,客户可以减少或消除不同供应商提供的不同LED的编码成本,降系统总成本。CCR也无EMI问题,采用高功率密度封装,并通过汽车行业AEC-Q101认证。

  安森美半导体的CCR包含双端固定输出和三端可调节输出两种类型,电流等级分别涵盖10至350 mA及20至160 mA,阳极-阴极最大电压VAK分别为50 V和45 V。高VAK电压帮助抑制浪涌,保护LED。这系列CCR在电流流动前无电压偏移,其快速导通/关闭特性提供宽范围及精确的脉宽调制(PWM)调光能力。市场上没有跟CCR一样的“即插即用”器件,其它器件都需最低0.5 V的电压导通,而不会像CCR一样立即导通(见图1左)。CCR能以外部双极结晶体管(BJT)来提供精确的PWM调光(见图1右),典型PWM调光频率是0.1到3 kHz,调光过程中并无色彩漂移,因为LED始终以优化的电流导通。

 

  

  图1: 25 mA的CCR与竞争器件的Ireg-Vin曲线比较(左);CCR调光应用示例(右)。

 

  CCR带有负温度系数(NTC)特性,在极端电压和工作温度下保护LED免受热失控影响。CCR易于设计,适合高端(High-side)及低端(Low-side)应用(见图2a),不需外部元件,非常简单,适合更宽的应用范围;相比较而言,有些供应商提供跟安森美半导体CCR类似的功能或性能,但需要额外的外部元件、不能配置为高端或低端驱动器、封装不同或是热可靠性较逊。

 

  

  图2:CCR可灵活用于高端或低端驱动,亦可驱动多串LED。

 

  CCR还能用于驱动多串LED(见图2b和2c),同样是既可用于高端,也可用于低端。图2b显示的是单个CCR驱动多串LED的应用示例,这种配置的成本最低,但不同LED的正向压降必须匹配,且某串LED故障则其它串LED的电流增加,加大故障风险。这种配置中较多功率耗散在单个CCR封装之中。图2c显示的是多个CCR驱动多串LED,这种配置的保护性能最佳,既不需要匹配LED,某串LED故障对其它串也没有影响,且功率在多个CCR封装中耗散。

  除了以单个CCR驱动单串或多串LED,还能并联多个CCR来提供更大电流,驱动单串或多串LED。其中,使用三端可调节输出CCR有助于满足特定电流设置要求,可调节电阻能耗不到150 mW。

 

  

  图3:并联多个CCR提供更大电流,驱动单串名多串LED。

 

  CCR可以用于直接采用交流电源供电的应用。交流市电输入经过桥式整流后,只需要保证输入电压减去LED串总电压后所剩下的电压不超过CCR的VAK即可。CCR也可用于T8荧光灯管LED替代应用。采用CCR来驱动LED T8灯管(见图4)与采用电子镇流器的荧光灯相比,输入功率更低,功率因数更高,总谐波失真更低,光输出更高。

 

  

  图4:NSI45090DDT4G CCR在驱动LED T8灯管应用中的电路图。

 

  安森美半导体的NSI45系列CCR包含10、15、20、25或30 mA固定输出版本,60至160 mA的可调节输出版本,以及通过汽车标准认证的20至160 mA可调节输出版本。安森美半导体并提供CCR样品套件和评估板供客户申请试用。

 

1  2  下一页>  
声明: 本文由入驻OFweek公众平台的作者撰写,观点仅代表作者本人,不代表OFweek立场。如有侵权或其他问题,请联系举报。

我来说两句

(共0条评论,0人参与)

请输入评论

请输入评论/评论长度6~500个字

您提交的评论过于频繁,请输入验证码继续

暂无评论

暂无评论

文章纠错
x
*文字标题:
*纠错内容:
联系邮箱:
*验 证 码:

粤公网安备 44030502002758号