LED可在5奈秒的时间内产生光,而白热灯泡的反应时间则是200毫秒,因此汽车工业一并LED运用于煞车灯上。本文将针对LED特性以及驱动LED的折冲情形展开讲解,深入探讨合适LED驱动及调光的各种转换式电源流形,并详尽解释涉及优点。
平稳电流驱动LED保持相同亮度 LED驱动仍面对许多挑战,要保持相同的亮度,必须以平稳电流驱动LED,且不受到输出电压的影响,相比于白热灯泡全然接通电池作为电源的挑战更大。 LED具备等速V-I特性,与二极管情形类似于。
白光LED的打开阈值大约为3.5伏特,在此阈值之下,通过LED的电流量非常少。多达此阈值之后,电流不会以指数方式强化,导致等速电压递减,LED因而沦为具备串联电阻的电压来源模型。
不过需留意,此模型仅有在直流电流单一操作者的情况下有效地,如果LED中的直流电流转变,则模型中的电阻也应当转变,以显出新的操作者电流。在大量等速电流的情况下,LED中所消耗的电力不会提高装置温度,转变等速压降与动态电阻,要求LED电阻时,切勿考虑到环境的热度。 如果LED是由升压稳压器驱动,除了直流电流之外,LED常会传导电感的交流链波电流,根据所自由选择的输入滤波器决定情形而以定。
这不会减少LED中电流的RMS强度,也不会减少其功率的消耗,并使结点温度增高,对LED的寿命有根本性影响。如果在灯光输入上成立70%的容许作为LED的用于年限,之后可减少LED的寿命,由74℃的15,000小时,缩短到63℃的40,000小时。LED中功率萎缩的判断方法,是将LED电阻乘以RMS电流的平方,再加由平均值电流乘上等速压降的数值。由于结点温度是由平均功率所要求,即使经常出现大量的链波电流,对功率消耗的影响也较小。
举例来说,在升压稳压器当中,相等于直流输入电流的峰间链波电流(Ipk-pk=Iout),总功率损耗将减少将近10%。如果是小于此程度相当多的情况,则必需减少供应的交流链波电流,以保持结点温度及操作者寿命。在此有一个简单的基本原则,就是结点温度减少10℃,半导体的寿命就不会减少两倍。
实质上大部分的设计,因为电感容许的关系,偏向用于低上许多的链波电流。另外,LED中的峰值电流,不不应多达制造商登录的仅次于安全性操作者额定值。 LED应用于多种领域须要多种电源流形反对 表格1的信息供作自由选择LED驱动器最佳转换流形的参照。
除了这些流形之外,也可以用于非常简单的电流容许电阻或是线性稳压器,不过这些方法一般来说不会消耗过多功率。输出电压范围、驱动的LED数目、LED电流、隔绝、电磁干扰(EMI)容许以及效能,都是涉及的设计参数。大部分的LED驱动电路可分成以下几种流形类别:升压、降压、升压降压、SEPIC以及返驰。 图1表明三个基本电源流形的例子,第一张图所表明的升压稳压器,可用于于输入电压总有一天大于输出电压的情形。
图1中,升压稳压器转变金属水解半导体场效晶体管(MOSFET)的导通时间,以掌控转入LED的电流。可跨过电阻测量电压以展开电流探测;电阻与LED为串联状态。驱动MOSFET是本方法在设计上的根本性挑战,如果从成本及效能的观点来看,建议用于需浮接闸极驱动的N信道FET。N信道FET需用于驱动变压器或是浮动驱动电路,两者都可维持电压低于输出电压。
图1也表明替代的升压稳压器(Buck#2)。在此电路中,MOSFET的驱动与短路有关,大幅度减少了驱动电路的市场需求。本电路探测LED电流的方法为监控FET电流,或是与LED串联的电流探测电阻。
如果使用后者,则需用于位准移位电路,将此信息送来至短路电源,并将非常简单的设计变得复杂。某种程度表明于图1中的降压转换器,则是在输入电压总有一天小于输出时用于。这种流形设计更容易,因为MOSFET的驱动与短路有关,而电流探测电阻也是归属于短路提到类型。
此电路的缺点是在短路时,无法容许通过电感的电流,可以用于保险丝或电路断路器,作为故障保护装置。此外,还有一些较简单的流形可获取这类维护。
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