led 恒流驱动,led恒流驱动电路设计
chanong
|下面是线性调光,控制采用自激降压控制,波形控制是通过镜像电流源和输入调光组成的驱动磁滞比较器实现的,下面是详细原理,有兴趣的话请联系看看吧。说到建模和电路,了解一下会对你有很大帮助。内容很长,所以你可以边读边看原理。
1、基于电感电流连续导通模式的降压LED驱动器基本原理如图2-6-1所示。它是一个自激降压转换器,主要由以下五部分组成: 运算放大器A、MOS场效应管V2(P沟道管)、RSET(LED平均电流设置电阻)组成的镜像电流源) 其输出电流IH 是LED 串中平均电流ILED (AVG) 的镜像电流(在图1 中,未使用输出电容器,因此LED 必须以平均电流表示)。两者之间存在一定的比例关系。其中k 是比例系数,IH=kILED(AVG);仅当k=1 时,IH=ILED(AVG)。由于通常k<1,大电流ILED(AVG)与小电流IH成比例转换,采样电流值显着减小。 R1是镜像电流源的内阻。镜像电流源的输入端连接至UI,输出端通过内部电阻RL和RL(HYST)接地。 RL 是镜像电流源的负载电阻。镜像电流源的控制电压源自RSET 上的电压降。 模拟调光信号UDIM的输入电路包括1.20V带隙参考电压源(通过电阻R2向模拟调光信号输入端DIM提供1.20V偏置电压)和低通滤波器LPF(用于滤波)。它包含在内。消除高频干扰)。 恒流控制电路由比较器1、Nch MOSFET功率开关管V1、迟滞电路(包括Nch MOS场效应管V3和设定负载迟滞量的电阻RL(HYST))组成。 内部断电控制电路。包含内部电压调节器和比较器2。 电感L、LED灯串、超快恢复二极管(或肖特基二极管)VD用于维持输出电流恒定。
电感电流连续导通模式的工作原理是,当功率开关V1导通时,电感执行各种功能,流过电感的电流路径为UIRSETLED灯串LV1地。此时VD截止,电感电压UL的极性左端为正,右端为负,当V1截止时,由于内部产生的反电动势,UL的极性发生反转。电感,右端正,左端负,变负,VD导通,电感开始工作。能量和电流释放路径从右边缘开始,从LVDRSETLED灯回到左侧。因此,无论V1导通还是截止,电流始终流过电感,电流方向不会改变。这就是连续电感电流导通模式的基本原理。
2.采用连续电感电流导通方式有以下优点:
(1)外围电路简单,零件数量少,降低了LED驱动电源的成本。
(2)恒流特性好,恒流精度达到2%5%。
(3) 通过控制小电流来控制ILED(AVG)。这有助于提高电源效率。
(4)与间断电感电流导通模式相比,连续电感电流导通模式可以提高大功率LED驱动电源的效率。
(5)可以省略输出滤波电容,可以设计出无输出滤波电容的长寿命LED驱动电源。输出滤波电容的主要作用是去除纹波和噪声,但会降低亮度LED 的。由于灯串依赖于通过灯串的光线,且平均电流ILED(AVG)值不受高频纹波电流的影响,因此只要输出噪声不超过允许值.可以.避免成本高、系统尺寸大、寿命短,而应使用大容量陶瓷电容器低等效串联电阻(RESR)的铝电解电容器铝电解电容器是限制LED 灯寿命的关键因素。
图1:原理
从图1可以看出,当UDIMURL置位时,比较器1输出高电平,电源开关V1导通,流过LED的电流ILED(AVG)线性增加,ILED(AVG)也通过IH。米勒电流源,同步线性增加导致U.上升,当URLUDIM时,比较器1输出低电平关断V1,流过LED的电流ILED(AVG)按线性规律减小, V3会导致断电。由于RL(HYST)与RL串联,比较器1的反馈电压URL增加,比较器1的输出保持低电平。随着ILED(AVG) 线性减小,URL 也会增加。简化为URL。
比较器1的迟滞电路由V3和RL(HYST)组成,其功能类似于施密特角发生器,当UDIMURL时,比较器1的输出变为高电平,V3导通,RL(HYST)短接。此时迟滞电路不工作。当达到URLUDIM时,比较器立即反转并输出低电平,截止V3。迟滞电路启动,URL 进一步上升。比较器1 可以输出高电平直至UDIMURL。因此,迟滞电路使URL形成锯齿波电压,防止比较器和V1过于频繁地工作。
在图1 中,模拟调光信号UDIM 的可接受输入范围为0.3 至2.5V。 1.20V 带隙参考电压源通过电阻R2 向DIM 端子提供偏置电压。当不进行模拟调光时,DIM端子开路,偏置至1.20V,让LED正常点亮。UDIM还送至内部电源控制电路,当UDIM0.2V时,芯片进入待机模式,内部电源断电,电源开关V1关断,LED电流截止。仅当UDIMM=0.25V 时允许。 0.2V的芯片就可以工作。
图2为模拟调光时输出平均电流ILED(AVG)与模拟调光信号UDIM的特性曲线示例。图中实线和虚线为电流检测电阻RSET=0.1(从图中比较0.2时的ILED(AVG)-UDIM曲线,当UDIM为0.3V时,ILED(AVG)也是线性的当DIM引脚悬空,L=47H,ILED(AVG)=1A,驱动正向压降为3.2V的白光LED时,开关频率为300kHz(典型值),最大开关频率可以达到大约1MHz。
图2
3、设计模拟调光电路时,可以通过精密电阻分压器传递稳定的电压,以获得模拟调光所需的UDIM。调光电位器的电压调节范围可以覆盖0.3-2.5V,并应有一定的余量。也可以使用按钮式数字电位器来代替机械电位器。从调光效果来看,使用对数电位器比线性电位器更适合人眼的感光特性。








