LED不用白炽灯、荧光灯和高压钠灯首选的高压AC电源,而是采用电压低得多的DC电压源,其典型范围视应用和LED配置的不同而有所改变,从8V至72V。不过,大多数新的设计都将在12V至24V的DC输入范围内工作,而有些改良设计会使用12V交流输入。
为确保最佳性能和长的工作寿命,LED需要一个有效的驱动电路。这些驱动电路必须靠不精确稳定的电源轨工作,而且还必须具有成本效益和空间效益。为保持长工作寿命,首先要确保不超过LED的电流和温度限制。不管输入电压如何变化,LED驱动器都能为LED串提供恒定电流,以保持恒定的光输出和颜色,因此通常采用恒定频率、电流模式LED驱动器拓扑。与电压模式控制相比,电流模式控制改善了环路动态特性,并提供逐周期电流限制,从而向LED提供恒定电流。最后,LED驱动器必须提供超过90%的效率,以最大限度减小对外部散热措施的需求,并保持照明系统的高效率。
1显示了采用单个LED驱动器IC驱动50W LED串的电路。驱动IC是凌力尔特公司的工作在升压模式的LT3756。LT3756是一个100V、高压侧电流检测DC/DC转换器,6V至100V的输入电压范围使其非常适用于多种应用,包括工业和建筑照明。LT3756使用一个外部N沟道MOSFET,可以通过标称12V的输入驱动多达14个1A的白光LED,提供超过50W的功率。它可以用一个24V输入为多达20个LED供电,提供总共75W的LED功率。
LT3756包含了高压侧电流检测,从而使该器件能用在升压、降压、降压/升压或SEPIC和反激式拓扑中。在这个例子中,LT3756用于升压模式,可以提供超过94%的效率,无需散热措施。频率调节引脚允许用户在100kHz至1MHz范围内对频率编程,从而优化效率,并最大限度减小外部组件尺寸和成本。采用3x3mm QFN封装的LT3756可提供一个非常紧凑的50W至75WLED驱动器解决方案。
此外,LT3756采用真正彩色PWM(True Color PWM)调光,这种调光方法以宽达3,000:1的调光范围提供恒定LED颜色。对不苛刻的调光需求而言,CTRL引脚可用来提供10:1的模拟调光范围。该器件的固定频率、电流模式架构在宽电源电压和输出电压范围内提供稳定工作。一个以地为基准电压的FB引脚用作几种LED保护功能的输入,从而使该转换器可以作为恒定电压源工作。
为突出LED工业照明的好处(与历史上效率最高的高压钠灯照明相比),可以考虑一个提炼厂的例子,如图3所示。在这个例子中,超过1,000个250W的高压钠灯照明系统被同样数量的100W白光高亮度LED照明系统取代,这些LED都是由LT3756驱动的。因为这些灯是每日24小时不间断地开着,所以第一个主要的好处是能源需求降低了60%。就整个提炼厂而言,这可每年节省16.4万美元成本(按每度电0.10美元计算)。这种节省还可能极大地提高,因为LED照明系统不需要任何升温期,可以“即时接通”工作,从而在极短的时间内达到最大光强。通过在不需要时给这些灯断电,或者使用运动控制传感器以避免让这些灯24小时不间断工作,这个工厂还能节省多得多的能源。
另一个主要的好处是光输出的质量。正如可以在图3中看到的那样,工厂左手边的部分是用LED照明的,LED提供全光谱纯白光,与高压钠灯(右手边)相比,在这种光线中更容易看清楚,而高压钠灯发出的光几乎全部在色谱的橙黄色区域,从而非常难以区分颜色。在提炼厂中,这尤其令人难受,因为要用肉眼区分水蒸气和火焰引起的烟雾是非常惨痛的事。要能够准确地辨认色标导线和彩色饰板也是很重要(甚至在光线暗淡的情况下)。
最后,白光LED具有10万小时的工作寿命,每天24小时不间断工作,将持续使用超过11年,相比之下,高压钠灯每一两年就需要更换。与目前的高压钠灯照明相比,这进一步降低了高亮度LED的长期总体成本。
本文小结
白光LED照明应用在工业/住宅通用照明领域前所未有地加速已经导致对大电流LED驱动器IC的很多具体有很多种。节能以及由此引起的二氧化碳排放量减少,正在加速高亮度白光LED在大量商业和工业环境性能要求。从面向提炼厂、发电厂等有害工业应用的大功率外部照明到内部活动式投射照明,工业应用中的采用。所有这些应用都需要高性能LED驱动器IC,以最大限度地提高效率和可靠性,同时最大限度地降低用户向LED照明转变的成本。这些LED驱动器还必须提供恒定电流以保持一致的亮度(而不管输入电压或LED正向电压如何变化),必须以高效率工作,并提供宽调光比。这些应用还要求占板面积非常紧凑和高热效率解决方案。幸运的是,LED驱动器的设计师已经预料到了这些需求,并已经设计出满足所有这些需求的IC。
上一篇:基于PT4201的离线式LED射灯设计方案
下一篇:分析LED照明灯具设计开发的发展趋势
推荐阅读最新更新时间:2023-10-18 15:26
Vishay线上图书馆
- 选型-汽车级表面贴装和通孔超快整流器
- 你知道吗?DC-LINK电容在高湿条件下具有高度稳定性
- microBUCK和microBRICK直流/直流稳压器解决方案
- SOP-4小型封装光伏MOSFET驱动器VOMDA1271
- 使用薄膜、大功率、背接触式电阻的优势
- SQJQ140E车规级N沟道40V MOSFET
- MathWorks 和 NXP 合作推出用于电池管理系统的 Model-Based Design Toolbox
- 意法半导体先进的电隔离栅极驱动器 STGAP3S为 IGBT 和 SiC MOSFET 提供灵活的保护功能
- 全新无隔膜固态锂电池技术问世:正负极距离小于0.000001米
- 东芝推出具有低导通电阻和高可靠性的适用于车载牵引逆变器的最新款1200 V SiC MOSFET
- 【“源”察秋毫系列】 下一代半导体氧化镓器件光电探测器应用与测试
- 采用自主设计封装,绝缘电阻显著提高!ROHM开发出更高电压xEV系统的SiC肖特基势垒二极管
- 艾迈斯欧司朗发布OSCONIQ® C 3030 LED:打造未来户外及体育场照明新标杆
- 氮化镓取代碳化硅?PI颠覆式1700V InnoMux2先来打个样
- 从隔离到三代半:一文看懂纳芯微的栅极驱动IC
- CGD和Qorvo将共同革新电机控制解决方案
- 是德科技 FieldFox 手持式分析仪配合 VDI 扩频模块,实现毫米波分析功能
- 贸泽开售可精确测量CO2水平的 英飞凌PASCO2V15 XENSIV PAS CO2 5V传感器
- 玩法进阶,浩亭让您的PCB板端连接达到新高度!
- 长城汽车研发新篇章:固态电池技术引领未来
- 纳芯微提供全场景GaN驱动IC解决方案
- 解读华为固态电池新专利,2030 叫板宁德时代?
- 让纯电/插混车抓狂?中企推全球首款-40℃可放电增混电池,不怕冷
- 智驾域控知多少:中低端车型加速上车,行泊一体方案占主体
- Foresight推出六款先进立体传感器套件 彻底改变工业和汽车3D感知