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导入数位电源控制技术的专用LED照明驱动器

2011年11月21日 10:42 本站整理 作者:秩名 用户评论(0

  要让LED能在稳定条件下亮灯并进行调光,LED驱动积体电路(IC)是不可或缺的,且最理想的LED驱动IC必须能够适用于各种功率、调光方式及电源等。

  LED驱动IC执掌定电流控制

  为因应此一市场需求,LED照明专用驱动IC要让LED在固定亮度的条件下亮灯,就必须具备可定电流控制的能力。一般来说,如要利用交流电(AC)电源进行定电流控制,通常会采用降压型切换式稳压器方式(图1)。

  

 一般的照明专用电源模组

 

  图1 一般的照明专用电源模组

  传统方式会造成输入电压/输出电压变化过大,且依应用条件不同,有可能还须重新设计电源模组。当输入电压变化过大时,交流电电压的频率如全波整流后的100~120Hz,会导致输入电压出现涟波,此时,LED的亮度将会变得非常不稳定。若要让输入电压稳定,势必要在电源模组设计上加上一些不同的巧思。当输入电压的变化愈大,就须根据光源的输出电压或LED颗数,改变外接零件的常数,但却也同时造成电源模组的样式增加,耗费设计工时(图2)。此外,由于LED的顺向电压(Vf)不稳定,因此照明灯具之间可能会出现亮度差异的情形。

  

 

  图2 输入电压的特性

  切换式稳压器利用切换时的开关(On/Off)时间比来控制LED电流值。一般传统所采用的控制方法是利用线圈的峰值电流来决定切换ON的时间。此一方法会因为输入/输出电压的改变而让线圈电流的斜率发生变化,结果导致LED电流也跟着改变(图3)。

  

峰值检测控制的LED电流波形

 

  图3 峰值检测控制的LED电流波形

  要解决此一问题,就须利用LED电流平均值,而非峰值电流来控制LED电流(平均电流控制法)。但透过一般所采用的类比电源控制,不但不易进行平均电流控制法,而且还可能会造成外接零件的增加。先进的LED照明专用驱动IC若运用数位电源控制法,则不须要增加外接零件,只要检测线圈电流,即可解决前述问题(图4)。

  

附有Triac调光的LED照明用驱动IC

 

  图4 附有Triac调光的LED照明用驱动IC

  运用数位电源控制法后,无论输入/输出电压值为何,皆可达成控制LED电流平均值的目标。此种方法就是将线圈电流取样(A/D转换)并进行数位化,然后根据取样资料,运算峰值电流值,以便让LED电流的平均电流达成稳定的目标。接着,再将演算结果进行D/A转换,并反馈至用来检测峰值电流的比较器中(图5)。

  

 

  图5 平均值控制的LED电流波形

  以切换式电源来说,虽然业界对于数位电源控制的关注程度愈来愈高,但一般均会使用数位讯号处理器(DSP),因此仍然存在着电路过于庞大而导致成本高、耗电量过大等问题,因此要运用在LED小型照明上仍十分不易。而专用的逻辑IC,以照明为重点功能,并且排除数位电源控制电路/耗电量增大的缺点。

  除平均电流控制功能外,调光功能也是数位电源控制的特征。先进的LED照明专用驱动IC支援双向矽控整流器调光、PWM调光、线性调光等三种调光方式,适用于各种配备调光功能的照明灯具。

  

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( 发表人:小兰 )

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