大家都知道,LED要正常點(diǎn)亮,必須能夠提供給它一相對(duì)穩(wěn)定的電壓及電流,因?yàn)樗前雽?dǎo)體器件,所以只能單向?qū)?,所以平時(shí)家用的交流供電無法滿足這一要求,所以LED驅(qū)動(dòng)電路一語誕生,它向LED提供其需要的電環(huán)境,對(duì)于相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路大家又有怎樣的認(rèn)識(shí)呢?下面就讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)LED驅(qū)動(dòng)電路的相關(guān)知識(shí)吧! 1.電路組成 在需要使用比較多的LED產(chǎn)品時(shí),如果將所有的LED串聯(lián),將需要LED驅(qū)動(dòng)器輸出較高的電壓:如果將所有的LED并聯(lián),則需要LED驅(qū)動(dòng)器輸出較大的電流。將所有的LED串聯(lián)或并聯(lián),不但限制著LED的嚴(yán)使用量,而且并聯(lián)LED負(fù)載電流較大,驅(qū)動(dòng)器的成本也會(huì)增加,解決辦法是采用混聯(lián)方式。串、并聯(lián)的LED數(shù)量平均分配,這樣,分配在一個(gè)LED串聯(lián)支路上的電壓相同,同一個(gè)串聯(lián)支路中每個(gè)LED上的電流也基本相同,亮度一致,同時(shí)通過每個(gè)串聯(lián)支路的電流也相近。 2.電路性能分析 當(dāng)某一串聯(lián)支路上有一只LED品質(zhì)不良而短路時(shí),不管采用穩(wěn)壓式驅(qū)動(dòng)方式還是恒流式驅(qū)動(dòng)方式,通過該串聯(lián)電路的電流將增大,很
由于LED是串聯(lián)供電的,需要比較高的電壓才能點(diǎn)亮LED燈串,因此需要一個(gè)振蕩器做成升壓開關(guān)電源的形式將紐扣電池的低電壓升高到LED燈串所點(diǎn)亮的電壓。這里使用NE555定時(shí)器芯片接成多諧振蕩器,為電路提供開關(guān)信號(hào) 合上S1,IC1經(jīng)D3得到6V電壓投入工作.振蕩后使MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管T1交替導(dǎo)通和截止,切換頻率為22kHz。在T1導(dǎo)通期間,流經(jīng)電感L1的電流逐漸增加.并儲(chǔ)存能量。在T1截止期間,儲(chǔ)存在L1中的能量驅(qū)動(dòng)7只LED串,其反電動(dòng)勢(shì)足以使這些LED串導(dǎo)通發(fā)光。 這種小型的LED閱讀燈使用鋰鈕扣電池,因此體積可以做得很小,同時(shí)因?yàn)楣庠词褂冒咨獿ED,因此亮度很高。電路可安裝在普通PCB板上,并封人小盒內(nèi)。盒子頂部連接通/斷開關(guān)S1。
隨著彩色顯示屏在便攜市場(chǎng)(如手機(jī)、PDA 以及超小型 PC)中的廣泛采用,對(duì)于一個(gè)單色 LCD 照明而言,就需要一個(gè)白色背光或側(cè)光。與常用的 CCFL(冷陰極熒光燈)背光相比,由于 LED 需要更低的功耗和更小的空間,所以其看起來是背光應(yīng)用不錯(cuò)的選擇。白光LED 的典型正向電壓介于 3V~5V 之間。由于為白光LED 供電的最佳選擇是選用一個(gè)恒流電源,且鋰離子電池的輸入電壓范圍低于或等于LED 正向電壓,因此就需要一款新型電源解決方案。 主要的電源要求包括高效率、小型的解決方案尺寸以及調(diào)節(jié) LED 亮度的可能性。對(duì)于具有無線功能的便攜式系統(tǒng)而言,可接受的 EMI 性能成為我們關(guān)注的另一個(gè)焦點(diǎn)。當(dāng)高效率為我們選擇電源最為關(guān)心的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),升壓轉(zhuǎn)換器就是一款頗具吸引力的解決方案,而其他常見的解決方案是采用充電泵轉(zhuǎn)換器。在本文中,我們分別對(duì)用于驅(qū)動(dòng)白光 LED 的兩款解決方案作了討論,并探討了他們與主要電源要求的關(guān)系。另外一個(gè)很重要的設(shè)計(jì)考慮因素是調(diào)節(jié) LED 亮度的控制方法,其亮度不但會(huì)影響整個(gè)轉(zhuǎn)換器的效率,而且還有可能會(huì)出現(xiàn)白光 LED 的色度
2.7~5.3V,它可提供穩(wěn)定的輸出電壓或輸出電流,以驅(qū)動(dòng)白光LED。MAX1913驅(qū)動(dòng)白光LED電路如圖所示。它只需4個(gè)小陶瓷電容而無 須電感就能完整地組成DC/DC調(diào)節(jié)器。其獨(dú)特的電荷泵設(shè)計(jì)可使輸入紋波減小,且能在很寬的負(fù)載范圍內(nèi)維持穩(wěn)定的750kHz開關(guān)頻率。MAX1913還包括邏輯電平關(guān) 斷和軟啟動(dòng)功能,以減小啟動(dòng)時(shí)的輸入浪涌電流。
LED電源電路大多是由開關(guān)電源電路+反饋電路這樣的形式構(gòu)成,反饋電路從負(fù)載處取樣后對(duì)開關(guān)電路進(jìn)行脈沖的占空比調(diào)整或頻率調(diào)整,以達(dá)到控制開關(guān)電路輸出的目的。
發(fā)光二極管(LED)是一種易碎的裝置,容易受到熱、機(jī)械沖擊、靜電放電及閃電的威脅,特別是在室外應(yīng)用時(shí)。由于照明及背光顯示的LED燈串使用的增加,需要研發(fā)工程師對(duì)LED串的可靠性給予更多關(guān)注。高亮度的LED,因其藍(lán)寶石基板,對(duì)鄰近的雷擊閃電攻擊造成的電壓瞬變非常敏感。即使是在家庭應(yīng)用,LED串仍需要靜電放電(ESD)保護(hù)裝置,以確保整個(gè)組件長期、可靠的運(yùn)行。在缺少這種保護(hù)的條件下,如果串聯(lián)中的一個(gè)LED出現(xiàn)故障,并斷開電路,所有其他的LED燈將關(guān)閉。LED照
潛在的LED旁路保護(hù)裝置分析 為了保護(hù)單個(gè)高亮度LED,并防止整個(gè)高亮度LED串聯(lián)串在單個(gè)高亮度LED出現(xiàn)故障時(shí)熄滅,在高亮度LED終端必須安裝旁路保護(hù)裝置。有許多裝置可以考慮,包括壓敏電阻、可控硅整流器、穩(wěn)壓二極管、聚合靜電放電保護(hù)器及LED開路保護(hù)器。
隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,LED電源市場(chǎng)也快速膨脹。一方面,傳統(tǒng)電源廠商紛紛推出LED電源產(chǎn)品,另一方面,眾多創(chuàng)業(yè)型的企業(yè)也紛紛成立。而在LED電源的設(shè)計(jì)中,過壓保護(hù)電路的設(shè)置是必不可少的,那么LED電源的過壓保護(hù)電路有哪些作用呢?針對(duì)這個(gè)問題,下面是躍進(jìn)光電小編的介紹。 在LED電源的設(shè)計(jì)過程中,目前國內(nèi)大多數(shù)的電源系統(tǒng)均采用恒流驅(qū)動(dòng)方案。就穩(wěn)流型電源來看,若負(fù)載發(fā)生斷路,電流檢測(cè)電阻兩端的電壓下降到零,一旦給定值不為零,調(diào)節(jié)器會(huì)使得輸出電壓急劇飆升至最大值,這對(duì)負(fù)載連接接觸不良時(shí)是很危險(xiǎn)的。對(duì)LED、半導(dǎo)體制冷等負(fù)載來說,過壓發(fā)生時(shí),最緊要的任務(wù)是保護(hù)負(fù)載,其次是保護(hù)開關(guān)功率管。 為了有效的保護(hù)負(fù)載和開關(guān)功率管,在LED電源電路的設(shè)置過程中,我們有兩種保護(hù)方法可以同時(shí)使用,一是放置雙向TVS來實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬間沖擊電壓的防護(hù),另外一種辦法
壓敏電阻:這些裝置最適合于相對(duì)高能的電源線路瞬變,特別是雷擊及大型電感負(fù)荷轉(zhuǎn)換造成的瞬變。很遺憾,這些裝置不能作出快速反應(yīng),無法保護(hù)LED免受低級(jí)別瞬變(可能造成LED故障)的危害。除該缺點(diǎn)外,如果LED出現(xiàn)故障形成開路,壓敏電阻不能為電流提供路徑,因此整個(gè)LED串將關(guān)閉。壓敏電阻產(chǎn)生的熱對(duì)發(fā)光二極管也可能是一個(gè)問題。
LED極易受到ESD、機(jī)械沖擊、雷電等的威脅,尤其對(duì)于LED串而言,如果其中一個(gè)LED出現(xiàn)故障,將會(huì)嚴(yán)重影響其他LED的使用,因此,為保證整個(gè)LED組件長期可靠地運(yùn)行,我們來看看該如何優(yōu)化串聯(lián)LED照明電路保護(hù)設(shè)計(jì)? 發(fā)光二極管(LED)是一種易碎的裝置,容易受到熱、機(jī)械沖擊、靜電放電及閃電的威脅,特別是在室外應(yīng)用時(shí)。由于照明及背光顯示的LED燈串使用的增加,需要研發(fā)工程師對(duì)LED串的可靠性給予更多關(guān)注。高亮度的LED,因其藍(lán)寶石基板,對(duì)鄰近的雷擊閃電攻擊造成的電壓瞬
用NCP1014作控制器的離線(offline)8WLED驅(qū)動(dòng)電源電路如圖所示。這種LED驅(qū)動(dòng)電路的AC輸入電壓從90v AC到265v AC,輸出8W,驅(qū)動(dòng)Gree公司的一個(gè)xLAMP MC-E.可以用作便攜式臺(tái)燈、櫥柜燈或走廊燈等。MC-E在一個(gè)封裝內(nèi)含有4個(gè)表面貼裝LED.每個(gè)LED的額定電流是700mA.通過LED串的實(shí)際電流是630mA。 圖中R1為可熔保險(xiǎn)電阻,C1、L1和C2組成EMI濾波器,D1~D4為橋式整流器,U1(NCP1O14)、變壓器T1、整流二極管D7、電容C8/C9等組成DC-DC反激式變換器。電流傳感電阻Rsense(R6、R7和R8)、晶體管Q1、光電耦合器U2、電容C6等組成反饋環(huán)路,Q2、R13、R14、R15、R16、D9組成調(diào)光電路。 NCP1014是將PWM控制器和700v的功率MOS-FET集成在同一4引腳SOT-223封裝中的IC,最大漏極電流是450mA。圖1中的U1開關(guān)頻率為100kHz(此外還有65kHz和130kHz版本)。NCP1014含有動(dòng)態(tài)自供電電路.Dc高壓可以直接施加到引腳DRAIN進(jìn)行啟動(dòng)。
LED產(chǎn)品在我們的生活中隨處可見,它的特點(diǎn)也很明顯,壽命長、光效高、無輻射與低功耗等,甚至有人預(yù)測(cè)未來LED的壽命上限將無窮大。但即便如此,在LED的使用過程中仍存在許多問題可能導(dǎo)致LED損壞,影響使用壽命。下面就為大家分析LED損壞的主要原因,并分享幾種具體的保護(hù)LED電路的方法。
本文主要介紹實(shí)用八路物位測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)方法,包括其總體構(gòu)成和軟、硬件設(shè)計(jì),本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于充分利用了AT89C52的硬件資源,實(shí)現(xiàn)了軟件計(jì)數(shù)器,能夠?qū)γ}沖量信號(hào)所反映的物位信號(hào)通過數(shù)碼管來顯示,顯示部分的處理采用Max7219($5.4835)顯示驅(qū)動(dòng)器,與軟件編程相結(jié)合,大大節(jié)約了硬件資源。 總體構(gòu)成 本測(cè)量?jī)x的信號(hào)采樣通過P0口的八根輸入線可接受八路經(jīng)過整形后的標(biāo)準(zhǔn)TTL電平,因此可測(cè)量不同傳感器傳來的脈沖型物位采樣信號(hào),只要在原始信號(hào)基礎(chǔ)上加以整形處理即可,每來一個(gè)脈沖均被P0口捕捉到并可以通過軟件編制使脈沖計(jì)數(shù)增一,定時(shí)讀取計(jì)數(shù)和便可以換算成相應(yīng)的物位情況。通過P3.3~P3.5 三條線與串行顯示驅(qū)動(dòng)器Max7219的連接加以軟件編程可完成八位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng),利用P1.3~P1.6四條口線接入四個(gè)按鍵,完成按鍵操作,利用 P2口作為八路輸出控制,可驅(qū)動(dòng)八路固態(tài)繼電器。具體組成見圖1。
近年來,半導(dǎo)體光源正以新型固體光源的角色逐步進(jìn)入照明領(lǐng)域。按固體發(fā)光物理學(xué)原理,LED發(fā)光效率能接近100 % ,具有工作電壓低、耗電量小、響應(yīng)時(shí)間短、發(fā)光效率高、抗沖擊、使用壽命長、光色純、性能穩(wěn)定可靠及成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著LED 價(jià)格的不斷降低,發(fā)光亮度的不斷提高,半導(dǎo)體光源在照明領(lǐng)域中展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。LED的伏安特性與普通二極管的伏安特性相同,正向電壓的較小波動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致正向電流的急劇變化。LED正向電流的大小會(huì)隨環(huán)境溫度變化而改變,環(huán)境達(dá)到一定溫度,LED 容許正向電流會(huì)急劇降低; 在此情況下, 如果仍舊通過大電流, 容易造成LED 老化,縮短使用壽命,因此LED 在應(yīng)用過程中需要一個(gè)有恒溫、恒流控制的,具有可靠保護(hù)功能的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本文介紹了一種智能LED 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 恒流驅(qū)動(dòng)電路 恒流源在一定的電壓和溫度變化下,產(chǎn)生電流變化接近于零,具有恒定電流值和很高的動(dòng)態(tài)輸出電阻。一般,恒流驅(qū)動(dòng)電路用電子管、晶體管、恒流器件、集成電路、集成穩(wěn)壓器和其他元器件組成。為了適合LE
監(jiān)控照明是全球節(jié)能的主流,而大功率LED 照明更是今后世界的照明發(fā)光系統(tǒng)的主流趨勢(shì)。大功率LED具有亮度高、節(jié)能環(huán)保、安全性和穩(wěn)定性高等特點(diǎn),比傳統(tǒng)光源節(jié)電60% ~ 70%.傳統(tǒng)的聲光控延時(shí)控制器能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的控制,在光線黑暗時(shí)或晚上來臨時(shí),能有效地實(shí)現(xiàn)“人來燈亮,人去燈熄” , 但由于其開關(guān)用的是繼電器之類的機(jī)械控制器,所以在人流量多的地方由于頻繁的開關(guān),較容易損壞。 LED射燈驅(qū)動(dòng)電路 V IN 上電時(shí),電感( L ) 和電流采樣電阻( RS )的初始電流為零,LED 輸出電流也為零(見圖2 )。這時(shí)候,內(nèi)部功率開關(guān)導(dǎo)通,SW 的電位為低。電流通過電感(L )、電流采樣電阻( RS )、LED 和內(nèi)部功率開關(guān)從V IN 流到地,電流上升的斜率由V IN、電感(L ) 和LED 壓降決定,在RS 上產(chǎn)生一個(gè)壓差VCSN, 當(dāng)為 115 mV 時(shí),內(nèi)部功率開關(guān)關(guān)斷,電流以另一個(gè)斜率流過電感( L )、電流采樣電阻(R S )、LED和肖特基二極管( D ); 當(dāng)( V IN-VCSN ) 為85mV時(shí),功率開關(guān)重新打開,
圖中LED的發(fā)光強(qiáng)度與負(fù)載電流成正比,該電路的設(shè)計(jì)目的是提供一個(gè)非常緊湊的電路來替代某些天文學(xué)設(shè)備中12V電源線上的電表。這種設(shè)備包含工作狀況不可視的小功率加熱元件(防露元件)。不過,當(dāng)加熱器接通時(shí),LED就會(huì)發(fā)出可見亮光,從而明確指示它們已被連接并正在工作。 電路分析非常簡(jiǎn)單。22歐電阻兩端的電壓與RSENSE兩端的電壓相同。流過22歐電阻的電流與流過LED的電流相同。因此,對(duì)于圖中給出的參數(shù)值, LED電流等于負(fù)載電流的0.05/22。當(dāng)負(fù)載電流從200mA變化到6.6A時(shí),LED從微弱發(fā)光變化到滿亮度(受限于680歐電阻)。如果需要,可以加入另一個(gè)帶有固定電阻的LED來作比較。另外,也可以通過構(gòu)建該電路的不同實(shí)例得到直方圖顯示結(jié)果,在這些電路實(shí)例中,用不同的電阻代替 22歐電阻,RSENSE則保持不變。 運(yùn)算放大器必須具有幅值可達(dá)
為了達(dá)到每秒開關(guān)數(shù)百次或甚至數(shù)千次,以開關(guān)穩(wěn)壓器為基礎(chǔ)的LED驅(qū)動(dòng)器,須經(jīng)過特別的設(shè)計(jì)考慮。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電源供應(yīng)而設(shè)計(jì)的穩(wěn)壓器一般都會(huì)設(shè)計(jì)一根“啟動(dòng)”或關(guān)閉接腳,以便供邏輯PWM信號(hào)使用,但連帶的延遲tD則頗長,這是由于硅芯片的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)維持低停機(jī)電流。然而,專用來驅(qū)動(dòng)LED的開關(guān)穩(wěn)壓器則恰好相反,它可在「啟動(dòng)」接腳邏輯低時(shí),保持內(nèi)部控制電路的活動(dòng),以將tD減至最低,而當(dāng)LED被關(guān)關(guān)時(shí),則會(huì)面臨較大工作電流的困擾。在使用PWM來達(dá)成光控制優(yōu)化時(shí),要把轉(zhuǎn)上(Slew-up)和轉(zhuǎn)下(Slew-down)延遲維持在最低,這不單為了獲得最佳的對(duì)比度,而且還可減少LED花在由0到目標(biāo)所需的時(shí)間。(在此條件下,并不保證主波長或CCT與目標(biāo)值相同)在這里的標(biāo)準(zhǔn)開關(guān)穩(wěn)壓器將設(shè)有一個(gè)軟啟動(dòng),通常也搭配一個(gè)軟關(guān)閉,而專用的LED驅(qū)動(dòng)器會(huì)在其控制之內(nèi)執(zhí)行所有工作以減少這些回轉(zhuǎn)率(Slew Rate)。要降低tSU和tSD,須要同時(shí)從硅芯片的設(shè)計(jì)和開關(guān)穩(wěn)壓器所采用的拓?fù)渲帧?/p>
2015年,LED行業(yè)里“光電引擎”大受歡迎,將高壓線性恒流芯片,高壓燈珠生產(chǎn)在同一塊板上,大大節(jié)省了人工,降低了成本。在光電一體化的模塊中,高壓線性恒流芯片的性能表現(xiàn)決定了整個(gè)模塊以至于延伸到整個(gè)燈具的性能。LED驅(qū)動(dòng)電源,從早期的隔離開關(guān)恒流電源,過渡到非隔離的開關(guān)恒流電源,直到今天的高壓線性恒流的大行其道,時(shí)間也就3年的時(shí)間。無疑,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的慘烈,人工費(fèi)用的壓力,規(guī)?;a(chǎn)的需求等等,都要求在驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)上革新。今天的LED驅(qū)動(dòng)電源市場(chǎng),是隔離、非隔離、高壓線性三足鼎立的局面,各自有各自的市場(chǎng)應(yīng)用。短時(shí)間內(nèi),誰也無法取代誰,但不可否認(rèn)高壓線性驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用的正越來越被業(yè)界接受。IC 設(shè)計(jì)公司的經(jīng)過不斷努力,將傳統(tǒng)恒流驅(qū)動(dòng)電源芯片的外圍功能,不斷的集成到芯片內(nèi)部。源于對(duì)電源體積,溫度,模具的需求,很多功能都已統(tǒng)統(tǒng)集成到了IC內(nèi)部,這樣就使得電源驅(qū)動(dòng)方案的設(shè)計(jì)越來越簡(jiǎn)單,外圍器件越來越少,生產(chǎn)成本越來越低。而高壓線性的驅(qū)動(dòng)IC,在方案設(shè)計(jì)時(shí),更是省掉磁性元件,沒有了電解,即大家所說的“去電源化”,為光電引擎的普及起到了至關(guān)重要的一步。
LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件,又具有負(fù)溫度特性,因而在應(yīng)用過程中需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù),從而產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)的概念。LED器件對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求近乎于苛刻,LED不像普通的白熾燈泡,可以直接連接220V的交流市電。LED是2~3伏的低電壓驅(qū)動(dòng),必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路,要配備不同的電源適配器。 本文詳細(xì)的解析了高電壓脈沖寬度調(diào)制(PWM)LED驅(qū)動(dòng)器控制器電路圖,對(duì)每一個(gè)元器件都進(jìn)行了講解。 電路模塊解析
如何在峰值電流模式控制器中補(bǔ)償控制回路,以便在調(diào)節(jié)電流而不是調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)確保穩(wěn)定性?同步降壓轉(zhuǎn)換器通常被用來調(diào)節(jié)LED中的電流,經(jīng)常在汽車、醫(yī)療、工業(yè)、甚至個(gè)人電子設(shè)備等應(yīng)用中使用。大多數(shù)控制器調(diào)節(jié)輸出時(shí)所用到的控制機(jī)制大體上可分為恒定接通時(shí)間、電壓模式或峰值電流模式。占絕大部分的也許就是峰值電流模式控制器,但是應(yīng)該如何補(bǔ)償控制回路,在調(diào)節(jié)電流而不是調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)確保穩(wěn)定性呢? 在峰值電流模式控制中,控制信號(hào)(或者COMP信號(hào))通過一個(gè)內(nèi)部控制回路來控制電感器中的峰值電流,從而簡(jiǎn)化輸出電壓反饋回路。但是,如果為了保持恒定亮度調(diào)節(jié)LED中的電流,而不是輸出電壓,情況會(huì)怎么樣呢?眾所周知,實(shí)際上在補(bǔ)償電源實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性時(shí),電流模式控制 (CMC) 能夠消除電感器本身的頻率響應(yīng)效應(yīng)。而將輸出電流用作反饋信號(hào)甚至?xí)埂瓣P(guān)閉回路”更加簡(jiǎn)單。圖1顯示的是一個(gè)通過高側(cè)感測(cè)電阻器R3 直接驅(qū)動(dòng)LED中電流的降壓轉(zhuǎn)換器,TPS54218($1.5750),同步降壓控制器。這個(gè)電流感測(cè)電壓被電流感測(cè)監(jiān)
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