工程师教你如何设计出优秀LED驱动

　　得益于社会对节能减排的推崇，LED照明得到了极大的发展空间。很多设计者开始纷纷投身到LED照明产品的设计当中，如何快速准确的进行LED电源设计就成为了很多人关心的问题。在设计LED电源之前，驱动的选择非常重要，其很大程度上决定了LED照明设备的设计方法和效率。本篇文章当中，就将为大家介绍LED驱动电源五种设计要领，为初学者和具有一定经验的朋友们提供参考。

　　芯片发热

　　这主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。假如芯片消耗的电流为2mA，300V的电压加在芯片上面，芯片的功耗为0.6W，当然会引起芯片的发热。驱动芯片的最大电流来自于驱动功率mos管的消耗，简单的计算公式为I=cvf（考虑充电的电阻效益，实际I=2cvf，其中c为功率MOS管的 cgs电容，v为功率管导通时的gate电压，所以为了降低芯片的功耗，必须想办法降低c、v和f。如果c、v和f不能改变，那么请想办法将芯片的功耗分到芯片外的器件，注意不要引入额外的功耗。再简单一点，就是考虑更好的散热吧。

　　功率管发热

　　功率管的功耗分成两部分，开关损耗和导通损耗。要注意，大多数场合特别是LED市电驱动应用，开关损害要远大于导通损耗。开关损耗与功率管的cgd和cgs以及芯片的驱动能力和工作频率有关，所以要解决功率管的发热可以从以下几个方面解决：不能片面根据导通电阻大小来选择MOS功率管，因为内阻越小，cgs和cgd电容越大。如1N60的cgs为250pF左右，2N60的cgs为350pF左右，5N60的cgs为1200pF左右，差别太大了，选择功率管时，够用就可以了。　剩下的就是频率和芯片驱动能力了，这里只谈频率的影响。频率与导通损耗也成正比，所以功率管发热时，首先要想想是不是频率选择的有点高。想办法降低频率吧！不过要注意，当频率降低时，为了得到相同的负载能力，峰值电流必然要变大或者电感也变大，这都有可能导致电感进入饱和区域。如果电感饱和电流够大，可以考虑将CCM（连续电流模式）改变成DCM（非连续电流模式），这样就需要增加一个负载电容了。

　　工作频率降频

　　这个也是用户在调试过程中比较常见的现象，降频主要由两个方面导致。输入电压和负载电压的比例小、系统干扰大。对于前者，注意不要将负载电压设置的太高，虽然负载电压高，效率会高点。对于后者，可以尝试以下几个方面：将最小电流设置的再小点;布线干净点，特别是sense这个关键路径;将电感选择的小点或者选用闭合磁路的电感;加RC低通滤波吧，这个影响有点不好，C的一致性不好，偏差有点大，不过对于照明来说应该够了。无论如何降频没有好处，只有坏处，所以一定要解决。

　　电感或者变压器的选择

　　很多用户反应，相同的驱动电路，用a生产的电感没有问题，用b生产的电感电流就变小了。遇到这种情况，要看看电感电流波形。有的工程师没有注意到这个现象，直接调节sense电阻或者工作频率达到需要的电流，这样做可能会严重影响LED的使用寿命。所以说，在设计前，合理的计算是必须的，如果理论计算的参数和调试参数差的有点远，要考虑是否降频和变压器是否饱和。变压器饱和时，L会变小，导致传输delay引起的峰值电流增量急剧上升，那么LED的峰值电流也跟着增加。在平均电流不变的前提下，只能看着光衰了。

　　LED电流大小

　　我们都知道LEDripple过大的话，LED寿命会受到影响。对于LEDripple过高影响有多大，一些LED厂表示30%以内都可以接受，不过后来没有经过验证。建议还是尽量控制小点。如果散热解决的不好的话，LED一定要降额使用。也希望有专家能给个具体指标，要不然影响LED的推广。通过本文的介绍，LED电源的驱动设计将不再是一项困难的任务。但需要注意的是，即便是拥有丰富的经验和知识积累，也不能掉以轻心，优秀的电源设计者要对每个设计要点心中有数。注意LED电源在调试中的计算、测量、老化等问题。