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电子工程师LED供电电源的设计思路

发布时间:2017-07-05 06:29:47  来源:大电流电感厂家   查看:

  图2:光学积分球截面图

  另外,即使容差为±0.1%的电流源(其价格会相当高)有巨大的市场价值,它对在实际光输出中产生严格的容差值上没有什么作用。通过观模压电感器察LED光通量的分档可以确定这一点。表1给出了世界三大顶级电力光电半导体制造商的高端冷白光LED在350mA和25?C条件下的光通量分档结果。注意最后一列是各分档的容差平均值,而不是所有光通量分档范围内的容差。

  计算光输出精度

  了解到来自单个通量分档的LED光输出会有±3一体式电感%到±10%的容差之后,系统工程师可能会因此得出结论:驱动电流容差值必须是越严格越好。然而从统计学角度来看,该观点并不正确。一个常见的但不正确的假设是:任何值的整体容差都等于最坏条件下各值的简单累加。为LED供电的电流源的容差和LED光通量的容差是互不相关的 - 它们在最初阶段就已相互独立。对于不相关的两个因子X和Y,整体容差Z并不是X和Y的容差之和,而是应该利用下述表达式进行计算:

  

  表2和图3给出了整体容差和假设电流源容差的对比情况,此时假设LED光输出在350mA的区域内随前向电流呈线性变化。

  

  表2 整体容差和假设电流源容差的对比情况。

  

  图3:整体容差和假设电流源容差的对比情况。

根据方程(1)可以发现,最低容差因子的作用大于其他,而且实际的整体容差值要远优于各个因子在最坏情况下的容差和,尤其是当其中一个因子远好于其他因子时。由图3可知,电流源容差的最合理目标是将其控制在LED光输出的容差范围内。请记住:出于成本考虑,许多灯具会使用来自不同分档的LED。表3列出了相同LED所具有的最高两档、三档、四档光通量分档下的容差值。

  

  表3 相同LED所具有的最高两档、三档、四档光通量分档下的容差值

  调光控制

  LED制造商和他们的分销伙伴正努力地改进产品的光通量容差,在合理的成本范围内提供更细的分档。对于那些希望产品可使用5年或50,000个小时,并在使用期内保持整体光输出不变的设计师而言,即使想满足最密集的通量分档和设定0.1%的容差电流源也很难实现。因为热量和随着时间延长而产生的性能衰减等两个重要因素会降低LED的光通量,即使电流源容差和LED光通量容差都达到0.001%也无法解决该问题。考虑到电感器生产厂家这些损耗,高质量固态照明产品设计师必须找到具有额外反馈回路的电源,也即找到热量和光源。为此需要进行调光控制,那些可以对输出电流进行线性控制和PWM控制的集成电路便成为最佳选择。

  例如,美国国家半导体的LM34电感厂家09和LM3424都是LED驱动器控制IC,它们是适用于半导体照明的第二代电流源。两款产品均可通过可变电阻器或电压源来控制平均的LED电流值,并且可为PMW调光信号提供专门的输入信号。除了线性控制回路外,LM3409和LM3424的模拟调节功能也令系统设计师可以在共模电感器权衡输出电流精度及尺寸、成本和电流检测电阻的功耗间做出自己的选择。图4所示的LM3409/09HV控制降压电路,是功率LED驱动器中最常用的电路模式。图5中的LM3424可以作为升压稳压器LED驱动器,也可以作为降压/ 升压、SEPIC、反激式甚至是“悬浮”降压电路。

  

  图4:LM3409/09HV降压LED驱动器

  

  图5:LM3424升压LED驱动器

  需要光控制的应用领域

  路灯是一个很好的光源示例,因为它有严格的法定标准限制。对于公路用路灯,欧盟国家规定了其最小和最大的光输出及照明模式。对于符合此规定并提供五年或更长使用寿命的LED路灯来说,设计时必须考虑到热量引起的即时光通量损失,以及更长时间下性能下降带来的通量损失。平面变压器厂家 | 平面电感厂家

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