新应用对驱动器的要求
大功率LED被称为“绿色光源”,它将向大LED电流(300mA 至1.4A)、高效率(60至120 流明/瓦)、亮度可调的方向发展。
由于大功率LED在寿命上具有很大优势(表1),所以发展前景非常广阔,其中最被看好的照明应用是汽车、医疗设备和仪器仪表及其它特种照明环境。但这些应用对LED驱动系统设计也提出了新的要求,包括:输入电压范围一般要求为6V到24V;具有冲击负载保护、反相和过压保护;待机功耗非常低;低带隙基准以减少电流检测损耗以及具有PWM调整亮度的功能等。
针对这些需求,美国国家半导体公司提供了全系列LED驱动器设计方案(见表2),可以为用户提供全面的LED驱动器解决方案。
LED照明系统需要借助于恒流供电,目前主流的恒流驱动设计方案是利用线性或开关型DC/DC稳压器结合特定的反馈电路为LED提供恒流供电,根据DC/DC稳压器外围电路设计的差异,又可以分为电感型LED驱动器和开关电容型LED驱动器。电感型升压驱动器方案其优点是驱动电流较高,LED的端电压较低、功耗较低、效率保持不变,特别适用于驱动多只LED的应用。在大功率LED驱动器设计中,主要采用开关电容型LED驱动方案,其优点是LED两端的电压较高、流过的电流较大,从而获得较高的功效及光学效率。先进的开关电容技术还能够提高效率,因而在大功率LED驱动中应用广泛。
表2:美国国家半导体的LED驱动器解决方案一览表
本文小结
大功率LED照明技术有着广阔的发展前景,因而受到普遍的关注和投资者的追捧。现阶段,由于LED芯片设计和制造技术及材料等诸多因素的限制,它暂时还不能完全取代传统的照明灯具,因而人们更为关注大功率LED在特种照明中的应用。
本文首先介绍了特种照明的应用环境,然后,详细阐述了利用DC/DC稳压器实现恒压转恒流设计的基本原理和实际案例,并说明了大功率LED驱动器设计与散热部分设计应该注意的事项,最后指出了大功率LED新应用对驱动器设计提出的新要求,给出了国家半导体公司的完整解决方案的指南,它有助于从事LED照明行业的电子设计工程师全面掌握最新的LED驱动器系统设计技术。