手机网站|

扫一扫,手机访问

您好,欢迎来到维库电子市场网  登录 | 免费注册

驱动LED的好法子

出处:21ic 发布于:2019-01-16 14:02:19 | 160 次阅读

  LED技术推动了照明领域的一场革命。结合小型、低功耗、高可靠性和低成本,使得照明可以在不可能用白炽灯或荧光灯技术的地方实施。因此,LED照明在办公室、家庭甚至在我们的车上激增。
  目前固态照明方案的主要缺点不是LED本身,而是提供照明能量的电源。这些开关电源(SMPS)的预期寿命比LED短得多,这主要是因为它们所含的磁性元件和电解电容器的使用寿命。此外,含有风扇等有源冷却设备的开关电源尤其易受早期故障的影响。另一个缺点是SMPS通常体积庞大,是电磁干扰(EMI)的主要。考虑到它们的尺寸和通常有限的照明安装空间,它们不太可能与LED安装在相同的PCB上,因此需要互连和引线,这是另一个潜在的故障。
  然而,电力技术和拓扑的最新进展包括交流直接驱动(DACD)电源方案的出现。这种新的方法完全无需传统的SMPS,在成本、体积、使用寿命和可靠性方面提供多种优势-然而,并不是所有的DACD方案都是相同的。
  DACD拓扑
  所有DACD方案的共同之处是输入整流桥,使用经典的4个二极管配置,将50/60 Hz输入交流波形校正为100/120 Hz半正弦波。峰值幅值从110 V交流输入的155 V左右变化到230 V交流输入的325 V,但原理保持不变。
  用于LED驱动的DACD拓扑通常分为两种配置,每一种都各有优缺点。
  

  图1:典型的DACD拓扑及其主要的特点
  这两种方法都支持采用单板方案,而不是SMPS方案所需的双板方案。分流型DACD采用单片集成电路,降低了物料单(BoM)成本。它还具有易于扩展的优点,但散热性能相对较差。
  相比之下,旁路类型倾向于使用多个集成电路,因而导致更高的BOM成本。而这种方法更适合于需要许多LED串的应用。与分流法相比,虽然扩展性有限,但电气性能更好,总谐波失真(THD)通常小于10%,而分流法为30%左右。
  虽然与传统的开关电源法相比,这些DACD法是个显着进步,但它们并不是驱动基于LED的现代应用的完全理想的方案。目前市场上有许多基于IC的DACD方案,但这些方案在稳压、散热性能、耐浪涌性能、调光能力和成本方面都可改进。
 

  图2:基本工作波形和电路图
  图2显示了DACD方案的基本工作模式。当交流线路电压通过半正弦时,IC内的开关指示电流(ILEDn)照亮每个LED。但这种线性开关法有一个主要的缺点,即高THD。
  最新的好方法
  最新的DACD方案之一是安森美半导体的NCL30170。基于分流拓扑,它提供了前述的这种方法的所有优点,包括:是单个IC方案,具有较低的BoM成本和易于扩展功率。但这种新方案的一个独特特性是能够驱动多个外部MOSFET开关,从而支持连接多个LED串;NCL30170是市场上首个能够这样做的产品。因此,功率可从10W扩展到200 W,连接的LED串的总数和外部开关仅受最高功率水平的限制。


  图3:NCL30170是单输出、多串、分流DACD方案在大多数应用中,尽管电源电压波动,但LED亮度保持不变是很重要的。通常,DACD驱动器能够实现±10%的稳压-安森美半导体的新器件达到±1%,这是非常显着的提升,从而确保连接LED的持续光输出。
  NCL30170用一种专有的方法来调节电流,而不是用于传统DACD方案的线性方法。电压触发点保持不变,但以这样一种方式调节电流使其不再是一个阶梯形状,从而产生平滑的正弦波电流(如图4右图所示),导致低于10%的极佳的THD水平。


  Stepped input current:阶梯式的输入电流
  Sine input current:正弦输入电流
  专有的电流平滑 /整形提供平滑的正弦波形除了极佳的THD,NCL30170还提供领先行业的功率因数校正(PFC)性能,超过0.98。
  有效调光的重要性
  在许多应用中,能进行LED调光很重要,可通过脉宽调制(PWM)技术(通常称为切相)或模拟控制来实现。PWM提供宽范围的调光能力,但也有明显的缺点,包括闪烁,这已被证明会导致处于这种视线环境的人头痛。高电平的PWM调光也会导致室内应用中尤其不受欢迎的可闻噪声。
  虽然许多DACD方案可调低到10%,NCL30170能够提供5%的模拟调光,从而满足具有挑战性的现代应用的需要。该器件在整个调光范围内保持稳压,从而确保即使在低功率下,从LED发出的光仍然保持不变。
  对于使用TRIAC的切相调光,NCL30170强大的PWM性能确保基于它的照明方案非常适合于改装应用。
  总结
  LED照明在当今照明方案中占很大比例。由于现代应用的低功耗、低成本和小尺寸要求,这比例将增长;用更加灵活和通用的LED照明改装旧的白炽灯装置也将是未来增长的重要推动力。
  直到最近,SMPS一直被用于为LED装置供电,但存在耐用性和使用寿命的问题,而且体积庞大,使在受限空间安装LED方案变得复杂和受限。
  最近,DACD已成为一种为LED串供电的可行技术。这项技术解决了SMPS的许多缺点,特别是耐用性和使用寿命、大小和成本,且未来将大大促进更多的LED照明装置。现在,如安森美半导体的NCL30170这样的器件有助于交流直接技术提供应用所需的性能、灵活性和耐用性,用于许多终端市场领域。

0次

版权与免责声明

凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,http://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。

本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。

如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。