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LED驱动器 LED Driver

作者:www.turnmax-tech.com来源:东莞市腾茂电子有限公司 日期:2016-12-11
LED驱动器
 
一般是指同义词LED驱动器LED驱动器
 
恒压驱动芯片,恒流驱动芯片和脉冲驱动芯片:目前LED驱动芯片可以按类型进行划分。其中,恒压驱动芯片通常是我们共同的DC / DC升压芯片居多。这个方案的优点是不便宜的芯片成本复杂的外围电路。但只有一个恒定电压LED驱动电路输出将导致驱动电流是不可控的。 LED的亮度不能保证一致性。
 
恒流驱动芯片,驱动电流恒压不可控的问题之前得到解决。相对较好的恒流精度恒流芯片可以做到1%左右,并有简单的外围控制接口,可灵活设置所需的输出电流的大小如此受欢迎。但这些芯片比许多恒定芯片和外围电路复杂,价格较贵。并且由于恒定的输出电流,以便在电池作为电源的整个芯片在放电会更快。
 
目前的脉冲驱动器芯片是一个高频脉冲发生器输出接口,电源到LED灯。因为它是一个高频脉冲信号,使得人眼感觉不到LED频闪,以便与视觉需要的有效的节省能量输出另一个方面相一致的方式。与这种类型的芯片的工作频率通常是通过一个外部接口。但是,现在这种类型的芯片振荡频率一般在100KHz的500KHz的〜的范围内。因此,电流驱动能力是只适合小功率应用。但我相信在不久的将来会增加功率LED驱动器应用。
 
 
简单的介绍
 
LED驱动器(LED驱动),指的是电力驱动LED灯或LED模块组装工作适当地调整该电子装置。由于传导特性LED PN结的决定,该范围可以适应变化的电压和电源的电流很窄,稍有偏差可能不被点亮的指示灯或发光效率严重降低,或缩短的寿命甚至烧毁芯片。当前功率的频率和共同的电池电源是不适合直接的LED,LED驱动器可以驱动的这在最佳电压或作业的当前状态的LED的电子组件。
 
由于LED应用几乎遍及了电子应用,发光强度,光色变化,关控制的所有领域几乎是无法估计,所以LED驱动器几乎已经成为一个服务器部分,使该系列器件成为多样化。最简单的LED驱动器(如果你可以任何调用它)可以是一个或几个串联和分流分压器电路并联的RC元件,它不会成为一个单独的产品。作为用于要求提供更广泛的商业应用程序的一个稳定恒流输出,一系列的系统解决方案的精确的功率调节能力的形成。实现这些解决方案通常需要更复杂的电路设计,其核心是在LED驱动器IC集成的应用程序。通过在LED驱动IC的外围设置不同的支持电路,LED构建了不同的应用解决方案,小手机显示屏背光和键盘照明驱动器,大型高功率LED灯和一个大型户外LED显示屏。
 
更常见的高功率LED驱动器设计和供应一般由专业的公司来打。它的第二个包的一端插入模块后,这些公司将提供给LED应用产品制造商。该驱动器的设计是不是非常灵活的LED终端应用,你可能需要自己动手设计。它已成为这个独特的LED终端应用产品的技术含量的重要组成部分。因为,作为包装产品,LED上游,其技术性能已治愈的LED产品,并创造出独特的高端LED应用产品,除了LED驱动功能的努力光源方面你可以工作的其他艰苦的地方我们都用完了。
 
由于的LED驱动LED应用产品的独特重要性和广泛的用户需求,这样,当LED驱动器的心脏LED驱动器IC元件成为关键元件的整个技术方面。促使许多厂商,其中不乏上市公司的LED驱动器为主要产品,大量供应LED驱动IC的下游行业,如士兰微,深圳市泉芯电子,深圳光华源科技,深圳国微电子,中国华润矽威科技,点晶科技在台湾,技​​术的积累,广鹏科技,台湾晶科技,彩虹,茂达,全面记录等。美国制造商在这方面也有很多行业的领导风格,如美国国家半导体,美信,德州仪器,半导体,凌力尔特,仙童等。
 
LED驱动电源是电源电压被转换为一个特定的电流来驱动LED灯电压转换器,在正常情况下:LED驱动电源输入包括高频交流电(即电力),低电压直流电,高压直流,低压高频交流(如电子式互感器输出)等。 LED驱动电源输出是大多与LED正向压降可以改变恒流源的电压值的变化。
 
特点
 
根据电网的规则和LED驱动功率要求的特性,选择和LED驱动电源的设计要考虑到以下几点:1.高可靠性特别是作为LED路灯驱动电源,装在高海拔,维修不方便,维修费用也大。 2.高效率LED节能产品,供电效率更高。对于电力设备,LED驱动灯具内的权力结构,就显得尤为重要。由于LED的发光效率的LED温度随降低,所以热量LED是非常重要的。高功率效率,其耗电小,热在夹具小,它减少了灯的温度上升。 LED光衰有利的延迟。 3.高功率因数功率因数负载供电的要求。一般为70瓦的电能的电器,没有强制性指标。虽然这不是一个单一的低功率的电功率因数,对电网的影响不大,但我们点燃了夜晚,相同的负载过于集中,网格将产生更严重的污染。 30瓦到40瓦特LED驱动电源,据说在不久的将来,也许有一定的因素有权力规范。 4.驱动方式通行方式有两种:一种是恒定电压源,用于多个恒流源,一恒流源,用于分别单独向每个LED供电。通过这种方式,灵活,一路LED故障的组合不会影响其他LED的工作,但成本会略高。另一种是直接恒流供电,串联或并联运行指示灯。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决一个LED发生故障,该问题不会影响其他LED运行。这两种形式的共存一段时间。多声道恒流输出电源,在成本和性能方面会更好。也许是未来主流方向。 5.电涌保护LED快速部署能力是比较差的,特别是针对反向电压能力。加强这一领域的保护也很重要。一些安装在户外的LED灯,如LED灯。自启动电网甩负荷和雷电感应,从电网系统会侵入各种浪涌,浪涌会造成一些损坏LED。因此,LED驱动电源的浪涌抑制入侵具有保护LED不被损坏的能力。除了常规的保护功能6.电源保护,在恒流输出最好增加LED温度负反馈来防止LED过热。外灯具安装类型7.保护方面,电源结构要防水,防潮,外壳和快速。生命8.驱动功率进行调整和LED的使用寿命。 9.为满足安全和电磁兼容性的要求。随着LED应用的日益广泛,LED驱动电源的性能会更适合LED的需求。
 
分类
 
驱动模式可以被分类
 
 
(1)恒流式:一,恒流驱动电路的输出电流是恒定的,并输出直流电压,但是具有不同大小的负载电阻在一定范围内变化,负载电阻较小时,输出电压为低时,较大负载电阻,较高的输出电压; B,恒定负载短路也不怕,但无负荷完全开放。 C,恒流LED驱动电路驱动器是理想的,但价格相对较高。研发,要注意的最大承受电流和电压值,从而限制了LED的使用数量; (2)调节式:一,当电压调节器电路,以确定参数,输出电压是固定的,而但与电流输出负载减小和变化; b时,调节器电路不怕开路负载的,但非负载完全短路。 C,以调节驱动电路驱动LED,每串只需要添加一个适当的电阻,使LED显示屏的亮度平均每串;研发,亮度会受变化整流电压来。
 
电路结构方式分类
 
 
 
(1)电阻,电容降压方式:通过电容降压,同时利用因闪烁充电和放电的效果,瞬时电流通过LED大,容易损坏芯片。容易受到电网电压,电源效率高,可靠性低的波动。 (2)电阻降压方式:通过电阻电压,由电网电压变动的干扰大时,它不容易造成电源,降压电阻消耗大部分能量,所以这是非常低的功率效率的电源,并系统的可靠性是低的。 (3)常规降压变压器模式:功率,体积小,重量强调功率效率非常低,一般只有45%到60%,因此很少使用,可靠性不高。 (4)电子变压器降压模式:低功耗效率,电压范围不宽,一般180〜240V,较大的纹波干扰。 (5)的RCC降压模式开关电源:电压范围宽,功率效率是比较高的,一般能达到70%至80%,应用也宽。由于这种类型的控制的振荡频率是不连续的,开关频率是不容易控制,负载电压纹波系数比较大,异常载荷和适应性差。 (6)PWM控制方式开关电源:主要由四部分组成,输入整流滤波部分,输出整流滤波部分,PWM电压控制部分,开关能量转换部分。基本工作原理是,当输入电压,内部参数和外部负载变化,控制电路通过与用于闭环反馈的基准信号的差信号来控制,调整主电路开关元件导通的PWM​​开关调节器脉冲宽度,使得开关电源的输出电压或电流的稳定(即对应的电源或恒流电源)。高功率效率,通常可以做到80%至90%时,输出电压,电流稳定。这个电路提高了一般的保护措施,是一种高可靠性的电源。 3.按根据安装位置的电源安装位置分类驱动力可分为外部电源和内部电源。 (1)顾名思义外部电源,是外部电源被安装在外面。通常的电压相对高时,有一个安全危险的人,我们需要一个外部电源。所不同的是,与内置的电源以及一个壳,一个共同的路灯。 (2)内置电源是安装在灯功率,一般都是比较低的电压,12V至24V,人无安全隐患。这种常见的灯泡。
 
申请书
 
高功率的主要应用市场---- LED景观,分析功率LED市场,景观照明市场的最大应用市场LED照明占有率约为43%。这是新一轮的快速增长将带动LED照明产业的快速发展作为一个整体。景观照明上海,厦门,北京,大连,南昌,和一些大中城市拥有大型,完整的LED照明示范工程有相当一部分顺利完成这些城市以及示范项目在奥运场馆成功地使用,说明LED照明景观照明技术已经成熟。无论是国内还是国外,城市景观是一个城市的标志性产品,而是作为一个景观照明霓虹灯遍布,因为能源,节能,环保等问题的世界正在逐渐被LED景观灯,世界上还有各地约70万城市到城市5000计算,一盏灯1000元左右,这些巨大的经济利益所产生的光线是不可预测的。
 
驱动器是LED照明的核心组成部分,具有LED芯片技术的成熟,质量得到了非常可靠的LED光源,在许多情况下,LED照明是因硬盘故障。大功率LED驱动电源是一个新兴行业,尚未形成产业聚集的重点,因此,区域性明显。而进入这个行业的企业数量并不多,因此,竞争力较弱的水平。
 
不够
 
LED驱动电源不足存在的原因:(1)生产的LED照明及相关产品,该公司的技术人员,了解开关电源是不够的,在供电正常,可以工作,但一些关键的考虑因素评估和电磁兼容性还不够还存在一定的风险太大; (2)大部分LED电源生产企业要来与普通LED电源做转型开关电源,LED特性和用途的认识是不够的; (3)相对于该标准的LED几乎没有大的部件都是标准的参考开关电源和电子镇流器;和(4)大多数LED供电的不统一,所以大多较少量。少量采购,价格高,和零部件供应商也不是很复杂的;稳定性(5)LED电源:宽输入电压,高温,低温,超温,过电压保护问题不解决这些问题;首先是驱动电路整体寿命,尤其是在关键部件,如:电容器的寿命在高温下直接影响了电源的使用寿命;应遵循的LED驱动更高的转换效率的挑战,尤其是在驱动大功率LED时尤其如此,因为所有的不作为光输出功率作为热量耗散,电源转换效率太低,该剧的影响,LED节能效果;在功率较小(1-5W)的应用,恒流驱动电源成本占的比例接近1/3,这已经接近了光源的成本,一定程度上影响了市场推广。
 
14W大功率LED驱动电源的设计
 
首先,设计特点
 
1,对于高环境温度(75度)
 
2,高效节能
 
3,结合欧盟大会/ CEC 2008 /能源之星2.0的要求,高负荷模式效率(高达86%,因此需要79.6%);在265 VAC输入时<250毫瓦,300毫瓦要求空载输入功率
 
4,迟滞热关断保护
 
5,负载断开保护
 
6,足EN55015B传导EMI限制,EMI裕​​量>8分贝毫伏
 
二,工作原理
 
图显示了一个典型的20伏,14瓦恒定电压(CV),恒流(CV)输出的电源电路的。 LED阵列的光输出和流过比例的量。因此,LED驱动器应具有一个恒定的电流输出,而不是一恒定的电压输出。在此设计中,DC输出没有从输入交流隔离的,因此LED阵列和外壳应与安全隔离的用户。
 
 
从BR​​1,C1和C2的AC输入整流和滤波。电感器L1和C1和C2一起形成一个π型过滤器,并提供了EMI滤波。保险丝F1提供严重故障保护。为了使电源向负载下工作而不会损坏,使用恒定电压齐纳二极管VR2和电压调整被保持在约21 V.
 
通过检测在电流检测电阻R7上的电压降,实现恒流特性。并联稳压器集成电路U3和R9,R8和R8A在一起以生成在运算放大器U2的反相输入准确0.07 V基准电压。达到设定电流,电压上R7将超过所述参考电压,它会增加运算放大器的输出。此时将正偏置D4,驱动Q1的基极,然后从EN / UV引脚的U1中的电流被拉出。电容C7和电阻R11提供环路补偿。使用该电流采样电压被最小化,从而减少磨损运算放大器限制性方式,使最大效率。
 
只要EN / UV引脚拉出的电流超过115μA,U1中的MOSFET将被循环模式被禁止(ON / OFF控制)。通过调整使能禁用开关周期的比率,反馈回路可以调整输出电压或电流。 ON / OFF控制,同时优化变换器效率不同的负载条件下,以符合节能标准。
 
由于环境温度高,U1将在降低电流限流模式。这可以提高电源的整体效率和提高其散热性能。初级钳位(D1,VR1,C3及R3)的最大峰值漏极电压内部人控制
 
下700 V的BVDSS MOSFET的击穿电压。电阻R23减小高频漏感振荡,从而降低EMI。次级侧的通过二极管D2的输出,D3和C6整流和滤波。
 
第三,设计元素
 
1,要选择快速二极管不能选择超快二极管,通过恢复部分漏感能量来提高效率。
 
2,让C3以改善EMI性能。
 
3,可选的电阻器R10,用于在6 V到U3的最小的输出电压提供电源电流为1毫安。
 
4,U1可选电流限制可以对限流,以优化尺寸和设备选择,以适应环境温度。例如,为了降低功耗,可以从1μFC3变为0.1μF至在同一设计中使用TNY280GN设备。另外,高散热性能的环境中,你可以从C31μF更改为10μF来使用TNY278GN器件。
 
5,在LED串的电压源是介于6到20V也能正常工作。然而,由于输出电流是恒定的,低的灯串电压,较低的输出功率。
 
基于降压转换器设计的LED照明驱动器
 
 
而输出电压也可能低于输入电压比峰值电流模式控制非连续降压转换器更高为LED驱动一个很好的选择。然而,当采用这种升降压转换器设计的驱动,LED电压变化将改变LED电流,LED开路将导致产生,从而有损于转换器的高电压的输出。本文将详细用于LED转换器设计讨论,并给出了各种方法来克服其固有的缺点。
 
发光二极管(LED)应用多年,并与最新的技术进步,这正在成为照明市场的有力竞争者。新的高亮度LED有一个很长的寿命(约10万小时),效率高(约30流明/瓦)。在过去的三十年里,每18对LED的光输出亮度〜24个月将增加一倍,而且这种增长还将继续,这种趋势被​​称为Haitz定律,LED等同于摩尔定律。
 
电来说,LED二极管是相似的,它们也是单向导电性(尽管它们不是很好反向阻断能力,高反向电压能够容易地损坏(LED),并且具有低的动态类似于传统二极管VI特性阻抗。此外,LED通常具有安全的额定电流导通时(高亮度LED的额定电流一般350毫安或700毫安),当额定电流,LED的正向电压的差异降可以相对较大,间通常350毫安白光LED的电压降3〜4V。
 
驱动的LED所需要的控制的直流电流。为了使一些长寿命的LED,LED电流纹波要低,因为高纹波电流,使LED产生大量的电阻的功率消耗,降低LED的使用寿命。 LED驱动电路需要较高的效率,因为整体的效率不仅取决于LED本身,而且也关系到驱动电路。在电流控制模式开关转换器的工作,是一种理想的应用驱动的解决方案,以满足高功率LED和高效率的要求。
 
驱动多个LED也需要慎重考虑。图1是一个串联 - 并联的LED连接电路。其中图图1(a)是并联的LED连接电路。图1(h)为LED电路的串联连接。由于动态阻抗和每个LED的正向压降是不一样的,因此,如果没有外部电流共享电路(如电流镜),它不可能保证相同的电流流过LED上;此外,由于LED的故障将LED串断开,由此导致LED电流所有剩余的LED串的分配,这将导致增加在LED串的电流,这可能损坏LED之间。因此,对于上述两个原因,该设计通常不为1(一),为并联LED电路被示出。
 
 
 
因此,更好的办法是LED系列。这种方法的缺点是,如果一个LED失败,整个LED串将停止工作。 (二)设在LED串的其余部分继续工作的一个简单的方法是将一个齐纳二极管(额定电压大于最高电压的LED),并且每个(或组)的并联LED,示于图1。因此,在LED的任一项所述的故障时,电流将流至相应齐纳二极管,所述LED串的其余部分仍然可以正常工作。
 
基本单级开关变换器可分为三大类:一降压转换器,升压转换器和降压转换器。当LED串的电压比输入电压低,在图2的降压转换器(a)是理想的选择;当输入电压总是比串的输出电压低,使用适当的升压转换器在图2(b);当输出电压也可能低于输入电压比(所造成的输出或输入的变化)更高,然后使用图2中的升降压转换器(c)是比较合适的。升压转换器的缺点是,任何瞬时输入电压(使输入电压升高并超过输出电压)会导致大电流流过LED(由于负载的低动态阻抗),从而损坏的LED。下转换器也可以通过升压转换器替换,由于输入电压不影响LED电流瞬变。
 
 
降压转换器工作
 
对于低电压应用,LED驱动器,降压转换器是一个不错的选择。其原因是它们是可用的上方和下方的电压,以驱动LED串(升压和降压),高效率的输入电压(它很容易达到85%以上),操作的非连续模式抑制输入电压的变化(提供优异的线电压调整),峰值电流控制模式允许转换器来调节LED的电流,而不需要复杂的补偿(简化的设计),很容易实现线性和PWM LED调光,开关晶体管故障不损坏LED等。图2示出了降压,升压和降压 - 升压转换器和LED串连接电路。
 
然而,该方法仍然有一些缺点:首先,峰值电流控制的问题,因为使用非连续电流模式降压转换器是一个恒功率转换器。因此,在LED串的电压的任何变化将导致在LED电流的相应变化;另一个问题是,LED开路会损坏变换器的高电压的电路;此外,需要额外的电路以恒定的功率转换器转换成恒定电流转换器,以及需要保护转换器在无负载的条件。
 

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