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低成本LED驅動IC促進了照明領域的革新

作者: 時間:2008-10-27 來源:網絡 收藏

當今,商用的發光效率正接近熒光燈70~80lm/W的效率。熒光光源是非常成熟的技術,未來很可能會有一些改進,而的發光效率(lm/W)每10年就以20倍的速度增加,并且這種趨勢還會繼續。

光源已經開始滲透到像戶外廣告、建筑、交通信號以及汽車內部燈光、儀表盤、尾燈和前照燈等這樣的市場。雖然還處于起步階段,但根據最近的DOE報告,在2002年并網的LED照明設備將會節省8.3TW/h:“……超過一個大型發電站的輸出功率。”

建筑照明節能的潛力是巨大的。在建筑中,照明是最終使用的第二大能源,占全美國所有電能的22%,估計每年將達到8.2×1015 BTU。

目前,相對過高的LED照明光源初始安裝費用限制了它的推廣。然而,它的一些其他特性則彌補了初始安裝費用過高的不足。這些特性包括:

● 能量消耗較低
● 工作壽命較長
● 耐用性好
● 發熱量低
● 體積較小
● 安全性得以改進
● 控制簡單、精確

此外,LED照明光源的成本也正在急劇下降,而且市場對高亮度LED照明光源的需求也持續增加。預計在2010年,將有超過80億美元的市場份額,是2005年的兩倍多。相對傳統照明光源,由于高亮度LED具有和更高的發光強度,因此,精確性、發光效率和斷續工作能力將是LED IC控制方案的主要特征。

斷續工作能力要求采用開關電源技術來實現高亮度LED的電位效率。IC行業已經采用多種PWM控制器來設計針對LED和控制的特殊電路。許多半導體供應商都提供相應的控制IC或電路,例如,Micronix公司(一家IXYS公司)的MXHV9910,其內部框圖如圖1所示。這種控制器最吸引人的一個特征是它具有一個內部穩壓器,該穩壓器直接輸入高壓,從而不需要采用降壓電阻或高壓電流源的外部低壓供電電路,同時降低了成本,并且節省了電路板空間。


圖1 一種典型的高亮度LED電路

該芯片可以在8~450V的范圍內工作,并且可以配置成降壓、升壓,或降壓-升壓工作模式。它也具有通過調整電流和線性度,或PWM而進行亮度調整的能力。高壓工作特點可以使它能夠驅動數百個串聯的高亮度LED。當驅動高亮度LED時,該芯片的效率高于90%,使最大限度地降低能量的消耗成為可能,從而可以在相當廣的領域內應用。

除了實現最小的系統功率損失外,芯片內部的電流調整器也具有固定輸出的能力,從而延長了LED的壽命。此外,片上還有一個7.8V的穩壓器,可以為內部邏輯供電,也可以為外部邏輯提供1mA的電流,并且能夠直接驅動外部MOSFET管的柵極。降壓變換器的參考設計如圖2所示(可以提供評估板,型號為MXHV9910DB3)。


圖2 具有0.56Ω電流采樣電阻和4.7mH開關電感的照明參考設計

圖2中,R4為0.56Ω的電流檢測電阻,其額定峰值電流為250mV/0.56Ω,即466mA,該電流的設置是通過調整RA1來降低LD輸入端的電壓實現的。PWMD的輸入引腳可以外接從0%~100%的PWM亮度控制信號。

IXTA8N50P高速開關FET可用作主開關器件,其額定工作電壓為500V,導通電阻RDS(ON)為0.8Ω,并且25℃時的額定電流為8A。電感L1的值是由開關頻率、輸入電壓和二極管的正向電壓和電流決定的。開關頻率由R1設定在64kHz。頻率越高,FET的損耗就越高,而較低的頻率則需要較大的L1值。


關鍵詞: 低成本 LED 照明 驅動

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