浅析超高亮LED的驱动功能与应用

会增大,这将会增大限流电阻上的压降,以使通过LED的电流保持恒定.

由于分流调节器需要串联一个电阻,所以效率不高,并且在输入电压变化范围比较宽的情况下很难做到恒定的调节.

图5(b)所示为串联型调节器,当输入电压增大时,调节动态电阻增大,以保持LED上的电压(电流)恒定.

由于功率三极管或MOSFET管都有一个饱和导通电压,因此,输入的最小电压必须大于该饱和电压与负载电压之和,电路才能正确地工作.

3．3开关调节器

上述驱动技术不但受输入电压范围的限制,而且效率低.在用于低功率的普通LED驱动时,由于电流只有几个mA,因此损耗不明显,当用作电流有几百mA甚至更高的高亮LED的驱动时,功率电路的损耗就成了比较严重的问题.开关电源是目前能量变换中效率最高的,可以达到90%以上.Buek、Boost和Buck-Boost等功率变换器都可以用于LED的驱动,只是为了满足LED的恒流驱动,采用检测输出电流而不是检测输出电压进行反馈控制.

图6(a)为采用Buck变换器的LED驱动电路,与传统的Buek变换器不同,开关管S移到电感L的后面,使得S源极接地,从而方便了S的驱动,LED与L串联,而续流二极管D与该串联电路反并联,该驱动电路不但简单而且不需要输出滤波电容,降低了成本.但是,Buck变换器是降压变换器,不适用于输入电压低或者多个LED串联的场合.

图6(b)为采用Boost变换器的LED驱动电路,通过电感储能将输出电压泵至比输入电压更高的期望值,实现在低输入电压下对LED的驱动.

图6(c)为采用Buck—Boost变换器的LED驱动电路.与Buek电路相似,该电路S的源极可以直接接地,从而方便了S的驱动.Boost和 Buck-Boosl变换器虽然比Buck变换器多一个电容,但是,它们都可以提升输出电压的绝对值,因此,在输入电压低,并且需要驱动多个LED时应用较多.
4超高亮LED的驱动控制芯片介绍
根据高亮LED大功率恒流驱动的特点,很多公司都推出了高亮LED的专用驱动控制芯片,例如:MELexis、lnfinton(英飞凌)、Lienear Technology(凌特)、Supenex Inc、Analog.Devices(ADI)等.

4．1 MLxl0801芯片介绍
MLXl0801是Melexi8公刊的一款针对汽车应用的LED驱动芯片,该芯片还可以用于继电器等线圈的驱动,以及用作电子熔断器.MLx10801芯片的原理框图如图7所示,它集成了功率MOSFET,最大驱动电流为350mA.用作LED驱动时,它具有如下特点:
—外邵应用电路简单;
—内部/外部温度检测保护;
—高效率的开关电源驱动;
—可以通过PWM输入控制亮度;
—LED的参数可以调节并可以存储到片内NV存储器中.
MLX10801虽然仅有8个管脚,但功能强大,表2为MLXl0801的管脚功能介绍.


图8为MlJXl0801的典型应用电路,LED、L、D2、Rsense和MLXl0801内集成的MOSFET组成一个典型的Buck型LED驱动电路.图8中的LED可以根据亮度需要采用多个LEI)串联.MLXl0801通过检测Rsense上的电压来检测通过LED的峰值电流,将该电流值与设定的基准值比较,通过控制脚DRV0UT的脉宽,来控制LED电流的大小.CONTR可以用作外部的开/关控制,或者输入PWM信号来控制LED闪烁.当不需要控制时,可以将该管脚通过电阻R与脚VS相连.DSENSE用于连接外部的热敏电阻检测LED温度,保护IED.虽然MLXl0801芯片内部具有内置热敏电阻,但是,为了保证芯片与LED相距较远时仍能够正确检测到温度,MIX10801仍然设置了脚DSENSE来实现远距离温度的检测.脚CALIB用来与控制器通讯,用于接受控制器设定LED的电流、允许最高温度、采用内部温度检测还是外部温度检测、是否防抖、软启动时间等参数.



4.2 大功率LED驱动芯片的比较

表3所列为当前主要大功率IED驱动控制芯片性能比较,在应用大功率IED驱动控制芯片时,可以依据不同的应用场合进行选择:

1)当需要较高功率时可选择功率器件没有集成在芯片内的控制器,这样就可以按照实际的功率需求单独选择功率器件;

2)当需要较高的变换效率时,如便携式设备等,可选择开关电源类的驱动电路;

3)当应用于可靠性高的设备中,可选择具有温度保护、故障报警等控制功能全面的芯片.



5 结语

随着技术的进步,超高亮LED的功率会进一步提高,成本也会降低,高效节能的超高亮LED必将广泛应用于照明领域.而低成本,高可靠性的驱动电路,是保证LED具有持久亮度的关键.