基于大功率LED恒流驱动器的设计及其实例

　　由于直接将RFB连接FB端会造成RFB的功耗过大，所以在FB端和RFB之间放置一个运算放大器，以放大RFB采集到的电压VTAP（图2）。

　　IF=VTAP/RFB=（VFB/RFB）*（1+RF/RI） （3）

　　通常，1W大功率LED的典型工作电流为350mA,如果选择RFB等于1欧姆，则RFB的功耗为：

　　PRFB=I2*R=0.352*1=0.12W （4）

　　考虑运算放大器本身的功耗，RFB及其附属电路的功耗大约为1WLED功率的12%.这样就能在确保LED获得恒流供电的同时，将RFB的功耗降低到可以接受的水平，从而使LED两端的电压尽可能大，流经的电流也尽可能大。国家半导体按照这个原理工作的稳压器有LM2736和LM2734.

图4 从采样电阻直接获取反馈电压的设计

　　此外，LED照明系统的光学效率不仅仅取决于LED恒流驱动方案，还与整个系统的散热设计密切相关。为缩小体积，某些LED恒流驱动系统将LED驱动电路与散热部分贴近设计，这样容易影响可靠性。

　　一般来说，LED照明系统的热源基本就是LED灯本身的热源，热源太集中会产生热损耗，因此LED驱动电路不能与散热系统紧贴在一起。建议采取下列散热措施：LED灯采用铝基板散热；功率器件均匀排布；尽可能避免将LED驱动电路与散热部分贴近设计；抑制封装至印刷电路基板的热阻抗；提高LED芯片的散热顺畅性以降低热阻抗。

表1：大功率LED在寿命上具有很大优势

　　新应用对驱动器的要求

大功率LED被称为绿色光源,它将向大LED电流（300mA 至1.4A）、高效率（60至120 流明/瓦）、亮度可调的方向发展。

　　由于大功率LED在寿命上具有很大优势（表1），所以发展前景非常广阔，其中最被看好的照明应用是汽车、医疗设备和仪器仪表及其它特种照明环境。但这些应用对LED驱动系统设计也提出了新的要求，包括：输入电压范围一般要求为6V到24V;具有冲击负载保护、反相和过压保护；待机功耗非常低；低带隙基准以减少电流检测损耗以及具有PWM调整亮度的功能等。

　　针对这些需求，美国国家半导体公司提供了全系列LED驱动器设计方案（见表2），可以为用户提供全面的LED驱动器解决方案。

　　LED照明系统需要借助于恒流供电，目前主流的恒流驱动设计方案是利用线性或开关型DC/DC稳压器结合特定的反馈电路为LED提供恒流供电，根据DC/DC稳压器外围电路设计的差异，又可以分为电感型LED驱动器和开关电

　　容型LED驱动器。电感型升压驱动器方案其优点是驱动电流较高，LED的端电压较低、功耗较低、效率保持不变，特别适用于驱动多只LED的应用。在大功率LED驱动器设计中，主要采用开关电容型LED驱动方案，其优点是LED两端的电压较高、流过的电流较大，从而获得较高的功效及光学效率。先进的开关电容技术还能够提高效率，因而在大功率LED驱动中应用广泛。

表2：美国国家半导体的LED驱动器解决方案一览表

　　目前LED照明受到社会广泛关注，大功率led光效提高空间还很大，而大功率LED恒流驱动方案可以对新应用的开发起到重要作用，相信在不远的将来，LED照明会应用在各个行业。