大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)分析與實(shí)例

1、大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)分析與實(shí)例-LED技術(shù)論文(1)雖然大功率LED如今還不能大規(guī)模取代傳統(tǒng)的照明燈具，但它們?cè)谑覂?nèi)外裝飾、特種照明方面有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，因此掌握大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)技術(shù)，對(duì)于開(kāi)拓大功率LED的新應(yīng)用至關(guān)重要。LED按照功率和發(fā)光亮度可以劃分為大功率LED、高亮度LED及普通LED。一般來(lái)說(shuō)，大功率LED的功率至少在1W以上，目前比較常見(jiàn)的有1W、3W、5W、8W和10W。已大批量應(yīng)用的有1W和3W LED，而5W、8W和10W LED的應(yīng)用相對(duì)較少。預(yù)計(jì)大功率LED燈會(huì)在2022年上海世博會(huì)上大量應(yīng)用，因此電子和照明行業(yè)都非常關(guān)注LED照明新技術(shù)的開(kāi)展應(yīng)

2、用。 恒流驅(qū)動(dòng)和進(jìn)步LED的光學(xué)效率是LED 應(yīng)用設(shè)計(jì)的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，本文首先介紹大功率LED的應(yīng)用及其恒流驅(qū)動(dòng)方案的選擇指南，然后以美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體(NS)的產(chǎn)品為例，重點(diǎn)討論如何巧妙應(yīng)用LED恒流驅(qū)動(dòng)電路的采樣電阻進(jìn)步大功率LED的效率，并給出大功率LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)與散熱設(shè)計(jì)的本卷須知。驅(qū)動(dòng)芯片的選擇 LED驅(qū)動(dòng)只占LED照明系統(tǒng)本錢(qián)的很小部分，但它關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)性能的可靠性。目前，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的LED驅(qū)動(dòng)方案主要定位在中高端LED照明和燈飾等市場(chǎng)。燈飾分為室內(nèi)和室外兩種，由于室內(nèi)LED燈所應(yīng)用的電源環(huán)境有AC/DC和DC/DC轉(zhuǎn)換器兩種方式，所以驅(qū)動(dòng)芯片的選擇也要從這兩方面考慮。 圖

3、1：可變電流和可變電壓根本電路 1. AC/DC轉(zhuǎn)換器 AC/DC分為220V交流輸入和12V交流輸入。12V交流電是酒店中廣泛應(yīng)用的鹵素?zé)舻碾娫?，現(xiàn)有的LED可以在保存現(xiàn)有交流12V的條件下進(jìn)展設(shè)計(jì)。針對(duì)替代鹵素?zé)舻脑O(shè)計(jì)，美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體LM2734的主要優(yōu)勢(shì)是體積小、可靠性高、輸出電流高達(dá)1A，恰好適宜鹵素?zé)魺艨谥睆叫〉奶攸c(diǎn)。取代鹵素?zé)糁?，LED燈一般做成1W或3W。LED燈與鹵素?zé)粝啾扔袃纱髢?yōu)勢(shì)：(1)光源比較集中，1W照明所獲得的亮度等同于十幾瓦鹵素?zé)舻牧炼?，因此比較省電；(2) LED燈的壽命比鹵素?zé)糸L(zhǎng)。 LED燈的主要弱點(diǎn)是燈光的射角太窄，本錢(qián)相對(duì)較高。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，由于LED燈的

4、壽命較長(zhǎng)，所以還是具有非常大的本錢(qián)優(yōu)勢(shì)。220V AC/DC轉(zhuǎn)換器(例如LM5021)主要鎖定舞臺(tái)燈和路燈市場(chǎng)。 圖2：RFB計(jì)算 2. DC/DC轉(zhuǎn)換器 目前，LED手電筒占據(jù)了DC/DC轉(zhuǎn)換器的絕大部分需求量。手電筒采用的LED功率根本上是1W，供電方式包括鋰電池和鎳鋅電池、堿性電池等。3W 手電筒的應(yīng)用一直還存在一些難點(diǎn)，因?yàn)?W LED燈本身需要散熱，散熱裝置的體積大，從而在一定程度上削弱了LED燈體積小的優(yōu)勢(shì)。此外，由于3W LED燈的電流高達(dá)700mA，一次充電后的電池使用時(shí)間縮短。盡管如此，對(duì)于上述應(yīng)用國(guó)家半導(dǎo)體提供LM3475、LM2623A和LM3485等方案。 礦燈也是LED燈的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一，它屬于特種照明行業(yè)，需要專(zhuān)業(yè)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)對(duì)LED在礦燈領(lǐng)域的應(yīng)用一直都很重視。目前，LED設(shè)計(jì)行業(yè)存在對(duì)特種行業(yè)的需求認(rèn)識(shí)缺乏的問(wèn)題，設(shè)計(jì)中常采用一些不實(shí)在際的、新奇的設(shè)計(jì)方案。例如，將LED燈和電池一起嵌入頭