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

现代高亮度LED驱动电源解决方案

出处:电子发烧友 发布于:2019-03-08 14:30:27 | 75 次阅读

用于主流照明的LED更亮,并且能够在比几年前的设备更高的驱动电流下驱动。这意味着照明灯具(灯具)需要更少的芯片,从而减轻了以前不得不提供复杂功率单元(“驱动器”)以提供长串调光LED的设计师的压力。

本文演示电源要求如何变化,然后研究新一代集成,高效,紧凑的LED驱动器,非常适合为现代灯具供电。

为更亮的LED提升驱动电流

In在高亮度LED的早期阶段,“标准”配置被称为1瓦设备,因为它通常以350 mA的正向电流(If)和3.3的标称正向电压(Vf)驱动。至3.5 V(功耗约为1.2 W)。但这些芯片的功效远远不及今天令人印象深刻的设备;个别LED可能产生50流明的亮度。

例如,办公室工作的建议照度约为200至400勒克斯。 (勒克斯是每单位面积光通量的量度。)一个灯具,在2.5平方米的面积上输出1000流明,产生400勒克斯。制造具有前代芯片的这种灯具将需要20个LED。这是一个复杂的装配,具有极具挑战性的热管理和电源问题。

发生了两件事情,使事情变得更容易。首先,功效得到了显着改善(参见TechZone文章LED功效改进显示没有减缓的迹象),1瓦设备可以输出超过100流明。其次,器件可以在更高的电流下安全驱动 - 例如,700 mA至5 A - 同时仍然保持正向电压在3至12 V范围内。虽然在这些较高的电流下工作会因“效率下垂”等现象而影响效率(参见TechZone文章“确定LED效率下垂的原因”),但光通量却大大增加。

例如,Cree的X-灯XM-L(图1)可以产生高达581流明(If = 2 A,Vf = 6 V,功效= 48 lm/W)。该器件是现代LED系列中的典型器件。

现代高亮度LED驱动电源解决方案

图1:Cree的X-Lamp XM-L可以在高达2 A的电流下驱动,产量高达581流明。

欧司朗生产自己的高亮度LED。例如,该公司的Golden DRAGON Plus系列产品输出为292流明(If = 1 A,Vf = 3.2 V,功效91 lm/W)。 Lumex提供的TitanBrite产品可以产生160流明(If = 700 mA,Vf = 4.6 V,功效50 lm/W)。

更高输出和增加驱动电流的综合效果意味着它不会采用许多现代LED来生产明亮的灯具。只有不到6个Cree,OSRAM或Lumex的芯片足以打造强大的房间灯。更少的芯片意味着更简单的电源。

减少转换器的数量

以前,当需要数十个LED达到可接受的照明水平时,它们被分成串。为这样的设置供电需要三级电源。第1阶段是连接到第2级的恒压电源,这是一个高压DC-DC转换器,可产生安全的隔离电压轨,提供28至60 V DC。

此固定电压输出轨然后通过级3提供每个串,包括提供调节电流的专用DC-DC转换器。根据第二级的输出和LED的正向电压,转换器可以为8到12个LED之间的串供电。比这更多的LED意味着更多的串,每个都有自己的转换器。

更亮的LED的优点是可接受的照明水平所需的更少,将系统的尺寸减小到单个串。这种改变消除了除一个专用DC-DC转换器之外的所有转换器,从而减少了材料清单(BoM),提高了可靠性,并使电源设计更加容易。另一个很大的优点是光均匀性和“颜色”的改善,因为所有的LED都是在同一电流下从单个转换器驱动的。 (只需要很小的电流变化即可显着改变高亮度LED的亮度和颜色。)

LED驱动器优势

使用更亮的LED简化了电源,但设计师的工作变得更加容易,因为有各种各样的专业DC-DC转换器('LED驱动器')来自领先的半导体供应商,他可以围绕他的电路。这些器件专门用于为最新一代高亮度LED供电。与使用分立元件设计转换器相比,使用LED驱动器具有许多优势,例如更简单的电路,更少的电路板空间以及更容易的生产组装。

例如,安森美半导体提供其NCL30000 LED驱动器(图2)。该公司采用紧凑的8引脚表面贴装封装,声称NCL30000在单级拓扑结构中实现了大于0.95的功率因数。典型应用包括LED驱动电源,基于LED的筒灯,TRIAC可调光LED灯和功率因数校正恒压电源。

参考设计可用于驱动4至15个LED串嘛。该公司表示,它们可以轻松修改,以支持5到30 W的功率水平。

现代高亮度LED驱动电源解决方案

图2:安森美半导体的NCL30000可以驱动字符串美国国家半导体的LM3409/09HV提供宽输入电压范围,高端差分电流检测,低可调阈值电压,快速输出启用/禁用功能以及热增强型eMSOP -10包。该公司表示,这些特性相结合,使LM3409/09HV成为用作驱动LED的良好解决方案,其中需要高达5 A的正向电流。

模拟和PWM调光据说是易于实现并产生线性调光范围(图3显示了典型应用)。

现代高亮度LED驱动电源解决方案

图3:美国国家半导体LM3409 LED的典型应用电路驱动器。

凌力尔特公司提供了一系列LED驱动器,包括流行的LT3756,一款100 V,高端电流检测DC-DC转换器,用于驱动高电流LED。 LT3756可以从标称12 V输入驱动多达20个1 A白光LED,功率超过70 W.

凌力尔特公司表示LT3756在升压模式下的效率高达94%。该公司表示LT3756采用3 x 3 mm QFN或耐热增强型MSOP-16封装,提供紧凑型LED驱动器解决方案。 LT3756采用专有的PWM调光,可提供恒定的LED颜色,调光范围高达3,000:1。

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。