大家都知道,LED要正常點(diǎn)亮,必須能夠提供給它一相對(duì)穩(wěn)定的電壓及電流,因?yàn)樗前雽?dǎo)體器件,所以只能單向?qū)ǎ云綍r(shí)家用的交流供電無(wú)法滿足這一要求,所以LED驅(qū)動(dòng)電路一語(yǔ)誕生,它向LED提供其需要的電環(huán)境,對(duì)于相關(guān)的驅(qū)動(dòng)電路大家又有怎樣的認(rèn)識(shí)呢?下面就讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)LED驅(qū)動(dòng)電路的相關(guān)知識(shí)吧! 1.電路組成 在需要使用比較多的LED產(chǎn)品時(shí),如果將所有的LED串聯(lián),將需要LED驅(qū)動(dòng)器輸出較高的電壓:如果將所有的LED并聯(lián),則需要LED驅(qū)動(dòng)器輸出較大的電流。將所有的LED串聯(lián)或并聯(lián),不但限制著LED的嚴(yán)使用量,而且并聯(lián)LED負(fù)載電流較大,驅(qū)動(dòng)器的成本也會(huì)增加,解決辦法是采用混聯(lián)方式。串、并聯(lián)的LED數(shù)量平均分配,這樣,分配在一個(gè)LED串聯(lián)支路上的電壓相同,同一個(gè)串聯(lián)支路中每個(gè)LED上的電流也基本相同,亮度一致,同時(shí)通過每個(gè)串聯(lián)支路的電流也相近。 2.電路性能分析 當(dāng)某一串聯(lián)支路上有一只LED品質(zhì)不良而短路時(shí),不管采用穩(wěn)壓式驅(qū)動(dòng)方式還是恒流式驅(qū)動(dòng)方式,通過該串聯(lián)電路的電流將增大,很
發(fā)光二極管(LED)是一種易碎的裝置,容易受到熱、機(jī)械沖擊、靜電放電及閃電的威脅,特別是在室外應(yīng)用時(shí)。由于照明及背光顯示的LED燈串使用的增加,需要研發(fā)工程師對(duì)LED串的可靠性給予更多關(guān)注。高亮度的LED,因其藍(lán)寶石基板,對(duì)鄰近的雷擊閃電攻擊造成的電壓瞬變非常敏感。即使是在家庭應(yīng)用,LED串仍需要靜電放電(ESD)保護(hù)裝置,以確保整個(gè)組件長(zhǎng)期、可靠的運(yùn)行。在缺少這種保護(hù)的條件下,如果串聯(lián)中的一個(gè)LED出現(xiàn)故障,并斷開電路,所有其他的LED燈將關(guān)閉。LED照
潛在的LED旁路保護(hù)裝置分析 為了保護(hù)單個(gè)高亮度LED,并防止整個(gè)高亮度LED串聯(lián)串在單個(gè)高亮度LED出現(xiàn)故障時(shí)熄滅,在高亮度LED終端必須安裝旁路保護(hù)裝置。有許多裝置可以考慮,包括壓敏電阻、可控硅整流器、穩(wěn)壓二極管、聚合靜電放電保護(hù)器及LED開路保護(hù)器。
隨著彩色顯示屏在便攜市場(chǎng)(如手機(jī)、PDA 以及超小型 PC)中的廣泛采用,對(duì)于一個(gè)單色 LCD 照明而言,就需要一個(gè)白色背光或側(cè)光。與常用的 CCFL(冷陰極熒光燈)背光相比,由于 LED 需要更低的功耗和更小的空間,所以其看起來(lái)是背光應(yīng)用不錯(cuò)的選擇。白光LED 的典型正向電壓介于 3V~5V 之間。由于為白光LED 供電的最佳選擇是選用一個(gè)恒流電源,且鋰離子電池的輸入電壓范圍低于或等于LED 正向電壓,因此就需要一款新型電源解決方案。 主要的電源要求包括高效率、小型的解決方案尺寸以及調(diào)節(jié) LED 亮度的可能性。對(duì)于具有無(wú)線功能的便攜式系統(tǒng)而言,可接受的 EMI 性能成為我們關(guān)注的另一個(gè)焦點(diǎn)。當(dāng)高效率為我們選擇電源最為關(guān)心的標(biāo)準(zhǔn)時(shí),升壓轉(zhuǎn)換器就是一款頗具吸引力的解決方案,而其他常見的解決方案是采用充電泵轉(zhuǎn)換器。在本文中,我們分別對(duì)用于驅(qū)動(dòng)白光 LED 的兩款解決方案作了討論,并探討了他們與主要電源要求的關(guān)系。另外一個(gè)很重要的設(shè)計(jì)考慮因素是調(diào)節(jié) LED 亮度的控制方法,其亮度不但會(huì)影響整個(gè)轉(zhuǎn)換器的效率,而且還有可能會(huì)出現(xiàn)白光 LED 的色度
2.7~5.3V,它可提供穩(wěn)定的輸出電壓或輸出電流,以驅(qū)動(dòng)白光LED。MAX1913驅(qū)動(dòng)白光LED電路如圖所示。它只需4個(gè)小陶瓷電容而無(wú) 須電感就能完整地組成DC/DC調(diào)節(jié)器。其獨(dú)特的電荷泵設(shè)計(jì)可使輸入紋波減小,且能在很寬的負(fù)載范圍內(nèi)維持穩(wěn)定的750kHz開關(guān)頻率。MAX1913還包括邏輯電平關(guān) 斷和軟啟動(dòng)功能,以減小啟動(dòng)時(shí)的輸入浪涌電流。
LED電源電路大多是由開關(guān)電源電路+反饋電路這樣的形式構(gòu)成,反饋電路從負(fù)載處取樣后對(duì)開關(guān)電路進(jìn)行脈沖的占空比調(diào)整或頻率調(diào)整,以達(dá)到控制開關(guān)電路輸出的目的。
由于LED是串聯(lián)供電的,需要比較高的電壓才能點(diǎn)亮LED燈串,因此需要一個(gè)振蕩器做成升壓開關(guān)電源的形式將紐扣電池的低電壓升高到LED燈串所點(diǎn)亮的電壓。這里使用NE555定時(shí)器芯片接成多諧振蕩器,為電路提供開關(guān)信號(hào) 合上S1,IC1經(jīng)D3得到6V電壓投入工作.振蕩后使MOSFET場(chǎng)效應(yīng)管T1交替導(dǎo)通和截止,切換頻率為22kHz。在T1導(dǎo)通期間,流經(jīng)電感L1的電流逐漸增加.并儲(chǔ)存能量。在T1截止期間,儲(chǔ)存在L1中的能量驅(qū)動(dòng)7只LED串,其反電動(dòng)勢(shì)足以使這些LED串導(dǎo)通發(fā)光。 這種小型的LED閱讀燈使用鋰鈕扣電池,因此體積可以做得很小,同時(shí)因?yàn)楣庠词褂冒咨獿ED,因此亮度很高。電路可安裝在普通PCB板上,并封人小盒內(nèi)。盒子頂部連接通/斷開關(guān)S1。
隨著LED照明產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,LED電源市場(chǎng)也快速膨脹。一方面,傳統(tǒng)電源廠商紛紛推出LED電源產(chǎn)品,另一方面,眾多創(chuàng)業(yè)型的企業(yè)也紛紛成立。而在LED電源的設(shè)計(jì)中,過壓保護(hù)電路的設(shè)置是必不可少的,那么LED電源的過壓保護(hù)電路有哪些作用呢?針對(duì)這個(gè)問題,下面是躍進(jìn)光電小編的介紹。 在LED電源的設(shè)計(jì)過程中,目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)的電源系統(tǒng)均采用恒流驅(qū)動(dòng)方案。就穩(wěn)流型電源來(lái)看,若負(fù)載發(fā)生斷路,電流檢測(cè)電阻兩端的電壓下降到零,一旦給定值不為零,調(diào)節(jié)器會(huì)使得輸出電壓急劇飆升至最大值,這對(duì)負(fù)載連接接觸不良時(shí)是很危險(xiǎn)的。對(duì)LED、半導(dǎo)體制冷等負(fù)載來(lái)說,過壓發(fā)生時(shí),最緊要的任務(wù)是保護(hù)負(fù)載,其次是保護(hù)開關(guān)功率管。 為了有效的保護(hù)負(fù)載和開關(guān)功率管,在LED電源電路的設(shè)置過程中,我們有兩種保護(hù)方法可以同時(shí)使用,一是放置雙向TVS來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬間沖擊電壓的防護(hù),另外一種辦法
本文主要介紹實(shí)用八路物位測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)方法,包括其總體構(gòu)成和軟、硬件設(shè)計(jì),本設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)在于充分利用了AT89C52的硬件資源,實(shí)現(xiàn)了軟件計(jì)數(shù)器,能夠?qū)γ}沖量信號(hào)所反映的物位信號(hào)通過數(shù)碼管來(lái)顯示,顯示部分的處理采用Max7219($5.4835)顯示驅(qū)動(dòng)器,與軟件編程相結(jié)合,大大節(jié)約了硬件資源。 總體構(gòu)成 本測(cè)量?jī)x的信號(hào)采樣通過P0口的八根輸入線可接受八路經(jīng)過整形后的標(biāo)準(zhǔn)TTL電平,因此可測(cè)量不同傳感器傳來(lái)的脈沖型物位采樣信號(hào),只要在原始信號(hào)基礎(chǔ)上加以整形處理即可,每來(lái)一個(gè)脈沖均被P0口捕捉到并可以通過軟件編制使脈沖計(jì)數(shù)增一,定時(shí)讀取計(jì)數(shù)和便可以換算成相應(yīng)的物位情況。通過P3.3~P3.5 三條線與串行顯示驅(qū)動(dòng)器Max7219的連接加以軟件編程可完成八位數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng),利用P1.3~P1.6四條口線接入四個(gè)按鍵,完成按鍵操作,利用 P2口作為八路輸出控制,可驅(qū)動(dòng)八路固態(tài)繼電器。具體組成見圖1。
近年來(lái),半導(dǎo)體光源正以新型固體光源的角色逐步進(jìn)入照明領(lǐng)域。按固體發(fā)光物理學(xué)原理,LED發(fā)光效率能接近100 % ,具有工作電壓低、耗電量小、響應(yīng)時(shí)間短、發(fā)光效率高、抗沖擊、使用壽命長(zhǎng)、光色純、性能穩(wěn)定可靠及成本低等優(yōu)點(diǎn)。隨著LED 價(jià)格的不斷降低,發(fā)光亮度的不斷提高,半導(dǎo)體光源在照明領(lǐng)域中展現(xiàn)了廣泛的應(yīng)用前景。LED的伏安特性與普通二極管的伏安特性相同,正向電壓的較小波動(dòng)就會(huì)導(dǎo)致正向電流的急劇變化。LED正向電流的大小會(huì)隨環(huán)境溫度變化而改變,環(huán)境達(dá)到一定溫度,LED 容許正向電流會(huì)急劇降低; 在此情況下, 如果仍舊通過大電流, 容易造成LED 老化,縮短使用壽命,因此LED 在應(yīng)用過程中需要一個(gè)有恒溫、恒流控制的,具有可靠保護(hù)功能的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本文介紹了一種智能LED 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。 恒流驅(qū)動(dòng)電路 恒流源在一定的電壓和溫度變化下,產(chǎn)生電流變化接近于零,具有恒定電流值和很高的動(dòng)態(tài)輸出電阻。一般,恒流驅(qū)動(dòng)電路用電子管、晶體管、恒流器件、集成電路、集成穩(wěn)壓器和其他元器件組成。為了適合LE
監(jiān)控照明是全球節(jié)能的主流,而大功率LED 照明更是今后世界的照明發(fā)光系統(tǒng)的主流趨勢(shì)。大功率LED具有亮度高、節(jié)能環(huán)保、安全性和穩(wěn)定性高等特點(diǎn),比傳統(tǒng)光源節(jié)電60% ~ 70%.傳統(tǒng)的聲光控延時(shí)控制器能很好地實(shí)現(xiàn)對(duì)燈的控制,在光線黑暗時(shí)或晚上來(lái)臨時(shí),能有效地實(shí)現(xiàn)“人來(lái)燈亮,人去燈熄” , 但由于其開關(guān)用的是繼電器之類的機(jī)械控制器,所以在人流量多的地方由于頻繁的開關(guān),較容易損壞。 LED射燈驅(qū)動(dòng)電路 V IN 上電時(shí),電感( L ) 和電流采樣電阻( RS )的初始電流為零,LED 輸出電流也為零(見圖2 )。這時(shí)候,內(nèi)部功率開關(guān)導(dǎo)通,SW 的電位為低。電流通過電感(L )、電流采樣電阻( RS )、LED 和內(nèi)部功率開關(guān)從V IN 流到地,電流上升的斜率由V IN、電感(L ) 和LED 壓降決定,在RS 上產(chǎn)生一個(gè)壓差VCSN, 當(dāng)為 115 mV 時(shí),內(nèi)部功率開關(guān)關(guān)斷,電流以另一個(gè)斜率流過電感( L )、電流采樣電阻(R S )、LED和肖特基二極管( D ); 當(dāng)( V IN-VCSN ) 為85mV時(shí),功率開關(guān)重新打開,
壓敏電阻:這些裝置最適合于相對(duì)高能的電源線路瞬變,特別是雷擊及大型電感負(fù)荷轉(zhuǎn)換造成的瞬變。很遺憾,這些裝置不能作出快速反應(yīng),無(wú)法保護(hù)LED免受低級(jí)別瞬變(可能造成LED故障)的危害。除該缺點(diǎn)外,如果LED出現(xiàn)故障形成開路,壓敏電阻不能為電流提供路徑,因此整個(gè)LED串將關(guān)閉。壓敏電阻產(chǎn)生的熱對(duì)發(fā)光二極管也可能是一個(gè)問題。
LED極易受到ESD、機(jī)械沖擊、雷電等的威脅,尤其對(duì)于LED串而言,如果其中一個(gè)LED出現(xiàn)故障,將會(huì)嚴(yán)重影響其他LED的使用,因此,為保證整個(gè)LED組件長(zhǎng)期可靠地運(yùn)行,我們來(lái)看看該如何優(yōu)化串聯(lián)LED照明電路保護(hù)設(shè)計(jì)? 發(fā)光二極管(LED)是一種易碎的裝置,容易受到熱、機(jī)械沖擊、靜電放電及閃電的威脅,特別是在室外應(yīng)用時(shí)。由于照明及背光顯示的LED燈串使用的增加,需要研發(fā)工程師對(duì)LED串的可靠性給予更多關(guān)注。高亮度的LED,因其藍(lán)寶石基板,對(duì)鄰近的雷擊閃電攻擊造成的電壓瞬
圖中LED的發(fā)光強(qiáng)度與負(fù)載電流成正比,該電路的設(shè)計(jì)目的是提供一個(gè)非常緊湊的電路來(lái)替代某些天文學(xué)設(shè)備中12V電源線上的電表。這種設(shè)備包含工作狀況不可視的小功率加熱元件(防露元件)。不過,當(dāng)加熱器接通時(shí),LED就會(huì)發(fā)出可見亮光,從而明確指示它們已被連接并正在工作。 電路分析非常簡(jiǎn)單。22歐電阻兩端的電壓與RSENSE兩端的電壓相同。流過22歐電阻的電流與流過LED的電流相同。因此,對(duì)于圖中給出的參數(shù)值, LED電流等于負(fù)載電流的0.05/22。當(dāng)負(fù)載電流從200mA變化到6.6A時(shí),LED從微弱發(fā)光變化到滿亮度(受限于680歐電阻)。如果需要,可以加入另一個(gè)帶有固定電阻的LED來(lái)作比較。另外,也可以通過構(gòu)建該電路的不同實(shí)例得到直方圖顯示結(jié)果,在這些電路實(shí)例中,用不同的電阻代替 22歐電阻,RSENSE則保持不變。 運(yùn)算放大器必須具有幅值可達(dá)
用NCP1014作控制器的離線(offline)8WLED驅(qū)動(dòng)電源電路如圖所示。這種LED驅(qū)動(dòng)電路的AC輸入電壓從90v AC到265v AC,輸出8W,驅(qū)動(dòng)Gree公司的一個(gè)xLAMP MC-E.可以用作便攜式臺(tái)燈、櫥柜燈或走廊燈等。MC-E在一個(gè)封裝內(nèi)含有4個(gè)表面貼裝LED.每個(gè)LED的額定電流是700mA.通過LED串的實(shí)際電流是630mA。 圖中R1為可熔保險(xiǎn)電阻,C1、L1和C2組成EMI濾波器,D1~D4為橋式整流器,U1(NCP1O14)、變壓器T1、整流二極管D7、電容C8/C9等組成DC-DC反激式變換器。電流傳感電阻Rsense(R6、R7和R8)、晶體管Q1、光電耦合器U2、電容C6等組成反饋環(huán)路,Q2、R13、R14、R15、R16、D9組成調(diào)光電路。 NCP1014是將PWM控制器和700v的功率MOS-FET集成在同一4引腳SOT-223封裝中的IC,最大漏極電流是450mA。圖1中的U1開關(guān)頻率為100kHz(此外還有65kHz和130kHz版本)。NCP1014含有動(dòng)態(tài)自供電電路.Dc高壓可以直接施加到引腳DRAIN進(jìn)行啟動(dòng)。
LED產(chǎn)品在我們的生活中隨處可見,它的特點(diǎn)也很明顯,壽命長(zhǎng)、光效高、無(wú)輻射與低功耗等,甚至有人預(yù)測(cè)未來(lái)LED的壽命上限將無(wú)窮大。但即便如此,在LED的使用過程中仍存在許多問題可能導(dǎo)致LED損壞,影響使用壽命。下面就為大家分析LED損壞的主要原因,并分享幾種具體的保護(hù)LED電路的方法。
如何在峰值電流模式控制器中補(bǔ)償控制回路,以便在調(diào)節(jié)電流而不是調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)確保穩(wěn)定性?同步降壓轉(zhuǎn)換器通常被用來(lái)調(diào)節(jié)LED中的電流,經(jīng)常在汽車、醫(yī)療、工業(yè)、甚至個(gè)人電子設(shè)備等應(yīng)用中使用。大多數(shù)控制器調(diào)節(jié)輸出時(shí)所用到的控制機(jī)制大體上可分為恒定接通時(shí)間、電壓模式或峰值電流模式。占絕大部分的也許就是峰值電流模式控制器,但是應(yīng)該如何補(bǔ)償控制回路,在調(diào)節(jié)電流而不是調(diào)節(jié)輸出電壓時(shí)確保穩(wěn)定性呢? 在峰值電流模式控制中,控制信號(hào)(或者COMP信號(hào))通過一個(gè)內(nèi)部控制回路來(lái)控制電感器中的峰值電流,從而簡(jiǎn)化輸出電壓反饋回路。但是,如果為了保持恒定亮度調(diào)節(jié)LED中的電流,而不是輸出電壓,情況會(huì)怎么樣呢?眾所周知,實(shí)際上在補(bǔ)償電源實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性時(shí),電流模式控制 (CMC) 能夠消除電感器本身的頻率響應(yīng)效應(yīng)。而將輸出電流用作反饋信號(hào)甚至?xí)埂瓣P(guān)閉回路”更加簡(jiǎn)單。圖1顯示的是一個(gè)通過高側(cè)感測(cè)電阻器R3 直接驅(qū)動(dòng)LED中電流的降壓轉(zhuǎn)換器,TPS54218($1.5750),同步降壓控制器。這個(gè)電流感測(cè)電壓被電流感測(cè)監(jiān)
該圖示出了將一個(gè)由太陽(yáng)能電池供電的 LED 驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用于 LED 應(yīng)急手電筒的情形。當(dāng)手電筒關(guān)斷時(shí),LTC3536 處于停機(jī)模式。當(dāng)不再能夠提供環(huán)境光時(shí),其低于 1μA 的靜態(tài)電流可最大限度地減少超級(jí)電容器的電量消耗。當(dāng) LED 電筒接通時(shí),LTC3536 通過 SHDN 引腳接通以向 LED 提供 105 mA 的恒定負(fù)載電流。LTC3536 可調(diào)節(jié)輸出和 LED 電流,在超級(jí)電容器充電至高達(dá) 5V 的情況下可保證 14 分鐘的可靠照明。通過增加超級(jí)電容器的數(shù)值或使用一個(gè)具有合適充電控制功能的電池,可以延長(zhǎng)這 14 分鐘的保證照明時(shí)間。
Intersil 公司的ISL97674是六路45V雙調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器,4.5V-26V時(shí)支持78個(gè)LED, 2.7V-26V時(shí)支持48個(gè)LED,可以采用SMBus/I2C 或PWM信號(hào)進(jìn)行調(diào)光,輸入電壓4.5V-26.5V,最大輸出電壓45V,每路LED電流高達(dá)40mA,電流匹配±0.7%,主要用在筆記本電腦顯示屏 WLED或RGB LED背光,LCD監(jiān)視器LED背光以及汽車顯示器LED背光。本文介紹了ISL97674主要特性, 典型應(yīng)用框圖以及ISL97671/2/3/4IRZ-EVAL評(píng)估板電路圖。 電路主要特性 采用6頻道傳輸與幀率調(diào)光頻率同步,電壓4.5 v至26.5 v的輸入。調(diào)光控制PWM / DPST可控制初始狀態(tài),在200赫茲直接PWM調(diào)光,同時(shí)可選主故障保護(hù),600千赫/ 1.2 mhz選擇開關(guān)頻率動(dòng)態(tài)空間控制。
本文設(shè)計(jì)原邊控制的單級(jí)反激變換器,適于TRIAC 調(diào)光且與LED 驅(qū)動(dòng)器兼容的驅(qū)動(dòng)方案。輸出電流由原邊檢測(cè)的信號(hào)精確地計(jì)算控制,在DCM 模式下操作轉(zhuǎn)換器,輸入電流將跟隨輸入電壓得到高功率因數(shù),使LED 驅(qū)動(dòng)器與TRIAC 調(diào)光器很好地兼容。此外,使用原邊控制,使得輸出電流信號(hào)和TRIAC 調(diào)光信號(hào)在原邊獲得,簡(jiǎn)化電路功能。輸出電流通過TRIAC 導(dǎo)通角的變化改變,得到近乎線性的調(diào)光曲線。 由于TRIAC 調(diào)光很普遍,成本較低,因此,能夠與LED 驅(qū)動(dòng)電源兼容的TRIAC 調(diào)光器很普遍。在實(shí)際應(yīng)用中,盡管由于輸入電流高度扭曲使得功率因數(shù)無(wú)關(guān)緊要,但在帶PFC 控制的調(diào)光中,使輸入電流跟隨輸入電壓仍具有意義。本文的控制方案使輸入電流跟隨電壓變化,得到較高的功率因數(shù)。TRIAC 調(diào)光功能可以很容易實(shí)現(xiàn),關(guān)鍵是如何檢測(cè)調(diào)光角和改變基于調(diào)光角的輸出電流。 單級(jí)反激PFC 變換 為得到較高的功率因數(shù),反激變換器通常用于DCM 或CRM 模式。原邊控制的反激變換控制原理圖如圖2 所示。每個(gè)開
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