前言 高亮度LED效率高,可靠性好,是一种非常有前途的低能耗电源。由于led的正向电压变动范围大,V/I关系曲线陡峭,因此需要恒流驱动,不同的应用有各自的电源要求,如景观照明常使用低压交流电源,汽车用照明则是低压直流电源,此外,高效驱动电路还应能工作在较宽的输入电压范围,来驱动一个或多个串接的LED。
本文介绍用NCP/NCV3065设计的LED驱动电路。器件适用于交直流电源,可配置成不同的电路结构,能提供多种输出电流。
NCP是为商用/工业温度环境设计的,NCV则通过了汽车应用认证。 降压型驱动电路 图1是直流供电驱动电路,图2是交流供电驱动电路。
LED亮度或光强是用流明来量度的,与流过LED的电流成正比,光效率是随LED电流变化的,电路元件的选择十分关键。 电感·选择电感在电感大小和峰值电流间折衷。
在常规应用中,纹波电流在15%-100%间,降低纹波电流就要增加电感值,其优点是使开关稳压器的输出电流最大化。 带输出电容工作,对常规的降压型结构,在电感后面加一个输出电容,它是与LED或LED串并联的,用以减少纹波电流。
使用输出电容能减少电感值。此外,电路可工作在较低的频率来提高效率,扩展输出电压范围。
输出电容可根据电流纹波D来计算: COUT=ΔI/Δv×8×f =VIN×(1-D)×D/8×L×f2×ΔVOUT 不带输出电容工作。恒流型降压稳压器主要是控制流经负载的电流,而不是控制负载两端上的电压。
NCP3065的开关频率在 100KHz~300KHz之间,远远高于人眼能察觉的频闪。这就是为放宽对纹波电流要求创造了条件,允许有较高的峰—峰值,即将NCP3065配置在连续通导的降压式结构,消除了输出电容。
重要的设计参数是让峰值电流保持在LED允许的最大电流以下,15%纹波值是最佳的折衷值,对常用的350mA、 700mA与1,000mA LED电流值,分别选定纹波为±52.5mA、±105mA与±150mA。这时可选择电感值为: L=(VIN-VOUT)×TON/ΔIMAX 电流反馈环·为了让LED处于恒流模式,稳压器的反馈是从器件COMP引脚处检测电阻上电压取得的。
检测电阻与COMP引脚间RC电路能改善变换器的瞬态响应,参考的反馈电压选定为235mV, IOUT=VREF/Rsense=0.235V/Rsense(A) 亮度调节。LED发射光强度与平均输出电流成正比。
对亮度调节,普遍使用的是变占空比PWM信号来管理输出电流值。NCP3065的COMP或 IPK引脚用来提供亮度调节功能。
在数字输入模式,PWM输入信号使稳压器断续工作,从而减少了流过LED的平均电流。在模拟输入模式,PWM输入信号经 RC电路滤波,所产生的信号迭加在反馈电压上来减少LED电流。
RC元件值取决于PWM频率。PWM频率基本上在200Hz~1KHz之间,频率低有利于降低EMI,但低于200Hz会使人眼感到频闪。