用配電開關來驅動LED

1、用配電開關來驅動LED作者：Hardik Patel ，Micrel公司應用工程師 高功率LED正越來越多地被運用于各種領域，包括汽車照明、照相手機閃光燈、舞臺燈光、場所照明、夜景照明、閃光燈、自行車燈和汽車行駛燈。本文將討論在LED應用中采用配電開關的各個技術問題。 當前，限流配電開關是設計者用來驅動LED的最好選擇之一。這是因為配電開關操作簡單，而且能夠更好地控制對系統(tǒng)各種負載的配電。它的功能很簡單：在開關開啟狀態(tài)下，允許電流流向負載，在開關關閉狀態(tài)下，阻止電流流向負載。 這種開關還具有限流功能，也就是說，當開關開啟時，負載的最大電流就等于開關設定的電流限制值。這個限流功能正是設計一個恒流

2、LED驅動器所必需的。 為什么設計者會如此需要以恒流驅動LED呢？因為流過LED的電流保持恒定狀態(tài)時，LED的光強度也是恒定的，即便在流過LED的電壓改變的情況下也不會改變。這是各種要求穩(wěn)定的光強度的應用所必需的。 圖1展示了Micrel公司MIC2007型限流配電開關圖例。 圖1：MIC2007區(qū)塊圖在所有限流開關中，MIC2007的功率封裝比是最高的，而電阻則一般僅為77m。 圖2：MIC2007驅動LED燈以配電開關作為恒流LED驅動器 圖2展示的是輸出和LED相連的配電開關。MIC2007可以在2.5V5.5V的輸入電壓下工作。它是通過外置電阻器Rset來設定限流值的。限流值等于CLF

3、/Rset，CLF為限流因數(shù)，一般是245（請參考MIC2007數(shù)據(jù)表暨電氣性能表），而Rset 則等于0.7 k。因此，限流值就是245/0.7 k = 350 mA。 當開關打開時，LED會試圖吸收盡可能大的電流，但由于開關的限制，最大只能為350mA。因此，只要開關打開，而且開關輸入電壓（Vin）在2.5V5.5V的范圍之內，流過LED的電流就能一直保持在350mA。 有了限流開關，LED的限流值就能通過改變Rset電阻器的值來在200 mA到2 A之間調整。如此寬的一個限流值范圍，可以適用于各種高功率LED，并使之能用于各種應用。 這一IC帶有Cslew管腳，Cslew和Vin之間的電

4、容器通過它來連接。Cslew電容器可以用來延長LED的開啟時間。同時，它還帶有一個內置負荷放電晶體管(P-channel FET)。當開關關閉時，這個FET會放出輸出電流。 圖3：利用MIC2007來逐漸開啟和關閉LED在某些應用中，需要逐漸開啟和關閉LED，以使得觀眾不會因為光照條件的突然改變而短暫性失明。圖3就展示了一個可以任意設定開啟時間和關閉時間的方案。 在這里，開啟的輸入和Vin是相關的，而對開啟和關閉的控制則是通過給Ilimit管腳發(fā)一個5 V的信號來完成（圖3中沒有顯示Cslew管腳）。 要算出圖3中電路的限流值，需把0.5 k和0.2 k（3.33 k和0.212 k電阻器的等

5、效電阻）相加，得出0.7 k。這樣的話，限流值就是245/0.7 k = 350 mA。另外，通過一個680 F的電容器值，開啟和關閉時間被設定在300 ms。這個時間是這樣計算出來的：2.2 x R x C = 2.2 x 0.2 k x 680 F = 300 ms。其結果如下圖4中所示。 圖4：通道1是加到Ilimit上的0 5 V信號，而通道4則是通過LED的電流（Iled; 開啟時間= 關閉時間= 300 ms）。MIC2007可以在開關開啟且LED已點亮之后調節(jié)限流值。而通過改變限流值，就可以動態(tài)調節(jié)LED的光強度。如圖5所示，有4個電阻器連接到Ilimit管腳。 圖5：4級LED光強度控制如果4個電阻器的電阻值一致，LED光強度就可以有4個不同等級。將幾個電阻器連接到Ilimit管腳上，就能獲得幾個等級的LED光強度。 如果電阻器的電阻值不同，則可以通過采用不同的電阻器組合，來調節(jié)LED的光強度。比如，如果電阻值為R, R/2, R/4, R/8和R/16的5個電阻器都被采用，那么組合R, R/2 和R/4三個電阻器時LED的光強度就更低，而組合R/4, R/8和R/16三個電阻器時LED的光強度就更高。 Micrel公司的MIC2000系列限流配電開關