技术文章—恒流LED驱动器:经济高效、可靠、使用方便

2019-08-16来源: EEWORLD作者: 安世半导体应用市场营销经理 Jan Preibisch博士关键字:恒流LED驱动器

LED被广泛用于各个细分市场。尽管高功率LED需要采用复杂的驱动方案,但绝大多数应用是使用电流低于500毫安的LED,并可由线性恒流LED驱动器驱动。这些驱动器使用简单、可靠、经济高效,且不会影响EMC。本文简要介绍在实际应用中使用恒流LED驱动器时应考虑哪些设计和功率问题。

 

 

为了驱动高性能LED,有多种高端解决方案,使用具有复杂控制器的升压-降压拓扑结构,但这需要深刻理解这些拓扑才能创建可靠且符合EMC规范的设计。但是,对于中低功率LED,有一个非常简单且强大的驱动器解决方案,使用恒流LED驱动器作为一个简单的线性稳压器。从功率损耗的角度来看,恒流LED驱动器并不是理想的选择,但其出色的EMC性能、可靠性、容易实现,以及最终显著的降低系统成本,使其成为驱动高达500 mA LED的首选解决方案。本文中提到的以NCR为后缀的驱动器都可从安世半导体获得。它们被用于恒定电流源和汽车应用,例如内饰和外饰灯(例如,门把手、仪表板、数字键盘灯、指示器或尾灯)。

 

 

006aaa025.eps

图1:低端和高端恒流LED驱动器拓扑:


图1所示为使用恒流驱动器来驱动LED的基本电路。这种驱动器内部由一个BJT、两个二极管和两个电阻组成。采用PNP BJT的恒流驱动器作为高端驱动器使用,而采用NPN BJT的恒流驱动器作为低端驱动器使用。其中一个电阻定义最小的输出电流,另一个电阻调节偏置电压,对使能特性起重要作用。高端恒流驱动器具有一个接地的使能引脚;因此可以通过断开此引脚来关闭两个驱动器以及LED。在实践中,通过采用配电阻晶体管(RET)(如图1右所示)或MOSFET来实现此目的。然而,低端驱动器需要启动某些潜在功能。NCRx20x系列驱动器需要采用一个电源电压来使能(如图1 左所示)。NCRx21x系列驱动器可在更低电压(3.3 V)下使能(如图1 中所示)。此零件从使能引脚获取1 - 2 mA电流,因此易于被微控制器或逻辑器件的输出引脚驱动。这样非常便于LED的开启和关闭,以及使用PWM控制器来简单调节LED灯的明暗。

 

关于调节明暗的功能,请参见图2:配备外部6 Ω电阻,采用不同开关频率时,NCR321Z的输出电流的均值与占空比成函数关系。该图展示了占空比与测量的平均输出电流之间的线性关系。即使频率超过建议的10 kHz,这种线性关系仍然适用。但是,最好采用不超过10 kHz的频率,以避免EMC问题。

 


图2:配备外部6 Ω电阻,采用不同开关频率时,NCR321Z的输出电流的平均值与占空比成函数关系。

 

大部分恒流LED驱动器的输出电流都是由外接电阻来调节。有些类型的恒流驱动已经调节为常用的电流,不需要配有外部电阻,所以可采用3引脚封装。在可连接外部电阻的应用中,外接电阻与内部电阻并联,从而会降低有效电阻。采用NPN晶体管的低端恒流驱动器(NCRx2xx系列)配有一个95 Ω内部电阻。通过对测量曲线进行分析,得出如下公式,可以估算出外接电阻与输出电流之间的关系:

 

 

外接电阻的值不能太低,以免超过最大输出电流。如果外接电阻比内部电阻小,则大部分输出电流将流经外部电阻;当外部电阻很小,输出电流会很大,这一点很重要。然而,¼ W电阻就已足够,因为即使是输出电流为250 mA,功率损耗不会超过170 mW。

 

恒流驱动器表现出对温度的负相关性。在温度升高时,输出电流会略微下降。但是,输出电流不会受到加在恒流驱动器的压降的影响。由于输出电流随温度升高而降低,所以不存在热失控的风险。

 

加在恒流驱动器上的最小压降约为1.4 V。低于此电压时,线性调节不能正常工作。超过此值时,恒流驱动器上的压降会动态的调整,以增强所需的输出电流。低端和高端配置的恒流驱动器中,输出电压始终按计算,LED上的电压,供电电压。当LED的亮度在某种程度上与电源电压无关时,应使用恒流LED驱动器。例如,汽车的12 V电源在正常运行时会在11 V和15 V之间波动。如果已知LED中所需的驱动电流和压降,那么最小电源电压可以由加在驱动器上的压降和LED上的电压之和计算得出。最大允许电压由加在驱动器中的最大允许压降决定,或者通过来估算的总功耗决定。因此,如果不超过规格书的限制,则允许的操作范围可以表示为:

 

SOT457封装的恒流驱动器的一般具有的总功耗。输出电流为50 mA时,这与15 V的裕量有关。安世半导体新推出的SOT223封装的器件的提高至1.25 W,这将电压裕量调高至25 V。

 

图3:并联使用的两个低端驱动器。

 

此外,可以通过减小输出电流来提高电压裕量。如图3所示,将两个或多个恒流驱动器并联起来可以切实让电流翻倍。使用这种方法,可以驱动超过单个驱动器容限的电流,或者使用低于驱动器容限的电流来增加电压裕量。使用两个采用SOT223封装、驱动容限为250 mA的恒流驱动器,可以使电路驱动500 mA LED,其电压裕量为5 V。并联驱动恒定电流驱动器时,外部电阻的精度是最重要的影响单个驱动器输出电流对称性的因素。图4描述了采用SOT457和SOT223封装时,电压裕量与单个和并联驱动器的输出电流的对应关系。


图4:采用SOT457和SOT223封装的单个和并联驱动器的电压裕量。

 

SOT457_mkSOT223

图5:采用SOT457和SOT223封装的安世半导体LED驱动器(NCRx2xx)

 

综上所述,恒流LED驱动器提供了一种经济高效且易于实施的驱动中低功率LED的解决方案。使用更高Ptot的封装会直接转化为更高的电源电压裕量,而且并联驱动器可用于提升驱动电流能力。



关键字:恒流LED驱动器 编辑:muyan 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/LED/ic471348.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:集创“芯”引领小间距时代 集创北方LED显示驱动芯片问市
下一篇:技术文章—实现可编程LED驱动器更简单的方法

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

Diodes公司低待机功耗模式的恒流DC-DC LED驱动器
Diodes公司推出AL8860迟滞模式DC-DC降压转换器,经设计使用高于LED电压的电压源,有效的驱动单个或多个串联连接LED。这款产品通过集成式MOSFET为低电压工业和汽车LED照明应用提供低BOM成本解决方案,应用包括照明标志和背景照明,以及替代低电压卤素灯的LED改装灯。 AL8860器件使用4.5V至 40V输入电压范围,在TSOT25封装直接提供1A输出电流,或者使用具有更高导热效率的MSOP8-EP封装提供最高1.5A电流。根据电源电压和其它外部组件,AL8860器件能够提供最高40W输出功率。 除了内部40V 0.2 ohm NDMOS功率开关,这款器件还集成了一个高边输出电流感测电路,允许
发表于 2016-11-28
Diodes公司低待机功耗模式的<font color='red'>恒流</font>DC-DC <font color='red'>LED驱动器</font>
基于LNK302/LNK304-306离线转换的非隔离电源及恒流LED驱动器
线性和电容降压器(Cap dropper)型非隔离电源而专门设计的。Link Switch-TV系列IC除了用于仪器和工业控制非隔离开关型电源外,用于其设计非隔离恒流LED驱动器更是比较理想的选择。        1、LNK302/LNK304-306的结构与特点        1.1 封装及内部结构        LNK302/LNK304-306采用8引脚DIP(带P后缀)和SMD封装(带G后缀
发表于 2014-06-17
基于LNK302/LNK304-306离线转换<font color='red'>器</font>的非隔离电源及<font color='red'>恒流</font><font color='red'>LED驱动器</font>
恒流AC-DC LED驱动器快速入门及特性介绍
 MB39C601是反激式开关调节控制器IC。它根据LED负载来控制开关导通时间或控制开关频率,从而实现对LED电流的调节。它非常适合用于常规照明应用,如商铺和住宅照明灯泡等。MB39C601是反激式开关调节控制器。它根据LED负载来控制开关导通时间或控制开关频率,从而实现对LED电流的调节。  一、MB39C601:恒流AC-DCLED驱动器快速入门指南  MB39C601是一款恒流AC-DCLED驱动器,驱动功率5W~25W,支持世界范围85V~265VAC电压输入。该芯片支持可控硅调光,并带主动PFC,具有高效率、高PF值、低EMI等特点。适用于室内LED照明,如LED灯泡,LED灯管,PAR灯,吸顶灯等。  特性
发表于 2014-03-29
<font color='red'>恒流</font>AC-DC <font color='red'>LED驱动器</font>快速入门及特性介绍
恒流降压式转换LED驱动器电路
恒流降压式转换器LED驱动器电路:9W、70V、130mA输出, 90–132 VAC输入降压式转换器
发表于 2014-01-14
<font color='red'>恒流</font>降压式转换<font color='red'>器</font><font color='red'>LED驱动器</font>电路
被动PFC恒流LED驱动器电路
被动PFC恒流LED驱动器电路:18W、10V、1.8A输出, 185–265 VAC输入, 被动PFC反激式电源
发表于 2014-01-14
被动PFC<font color='red'>恒流</font><font color='red'>LED驱动器</font>电路
小广播
颜工专栏 LED专区

现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

换一换 更多 相关热搜器件

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 驱动IC LED光源 LED照明 LED背光 材料及配件 封装及测试 OLED与其他 综合资讯 产业新闻 技术产品 应用设计 新颖应用 LED百科

词云: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2020 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved