胡黎強(qiáng),華潤矽威科技(上海)有限公司
RNtA4rC># Nn1^#kc LED照明作為一種全新的
照明技術(shù),得到了全世界的關(guān)注,被譽(yù)為人類照明史上的第三次革命。與相對(duì)傳統(tǒng)的鹵素低壓照明相比,采用高亮度LED作為室內(nèi)裝飾燈、景觀照明、車載照明具有很多好處。高亮度LED能以更小的功率消耗提供更大的亮度,具有節(jié)能、環(huán)保、抗震、使用壽命長(zhǎng)和快速接通的特點(diǎn)。
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LED亮度控制技術(shù) |9Ks13?Ck :9#{p^:o LED的亮度由流過的電流決定,然而對(duì)于不同的LED,相同的電流對(duì)應(yīng)的正向電壓卻不相同,表1列出了針對(duì)一個(gè)高亮度LED的典型正向電壓和
驅(qū)動(dòng)電流的相互關(guān)系。
ODA#vAc! ?I#hrv@ w{x(YVSH eH/\7)z 由于在不同的應(yīng)用環(huán)境電源電壓不同,以及LED正向電壓的不同,為了確保LED最佳的性能和長(zhǎng)久的工作壽命,就需要一個(gè)有效的恒流驅(qū)動(dòng)電路,而不是傳統(tǒng)AC/DC或DC/DC的恒壓控制,通常采用一個(gè)電流檢測(cè)電阻反饋LED電流實(shí)現(xiàn)其恒流控制。在很多應(yīng)用中,都需要對(duì)LED的亮度(輸出電流)進(jìn)行調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)亮度一般有三種方法,一是通過調(diào)節(jié)電流檢測(cè)電阻大小實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)電流,二是通過改變基準(zhǔn)電壓(LED電流等于基準(zhǔn)電壓除以電流檢測(cè)電阻),三是脈沖寬度(PWM)調(diào)光。然而,前兩種方法(模擬調(diào)光)在改變LED亮度的時(shí)候無法保證LED的色度,如綠光LED的色度偏差隨電流變化的關(guān)系如圖1所示。
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~o} 6'!{0 5=m >I~z7JS u@u.N2H.% 為了避免電流變化引起的色度偏差,脈沖寬度調(diào)光(PWM)是一種有效的方法,PWM調(diào)光是保持正向?qū)娏鞑蛔,通過控制電流導(dǎo)通和關(guān)斷的比例,從0%~100%的范圍調(diào)節(jié)亮度。比如,要控制LED亮度為33%,則在每個(gè)周期電流開通33%,模擬調(diào)光和PWM調(diào)光如圖2所示。
W+C_=7_ v};qMceJ 0.+eF }'H fO!O"D5 為了避免眼睛能夠看到LED的導(dǎo)通和關(guān)斷,PWM調(diào)光的頻率要高于100Hz。高于100Hz,眼睛就會(huì)對(duì)導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間進(jìn)行平均,僅僅看到由PWM占空比決定的有效亮度。PWM調(diào)光的優(yōu)勢(shì)是LED正向?qū)ǖ碾娏饕恢笔呛愣ǖ,LED的色度就不會(huì)像模擬調(diào)光一樣會(huì)變化。PWM調(diào)光可以在精確控制LED的亮度的同時(shí),也保證LED發(fā)光的色度。對(duì)于一定頻率的PWM調(diào)光,調(diào)光的范圍取決于LED電流從關(guān)斷到設(shè)定值的時(shí)間。比如,LED電流從關(guān)斷到設(shè)定值的時(shí)間為20ms,對(duì)于100Hz的PWM調(diào)光比計(jì)算如下。
aZGDtzNG5h g_c)Ts( Jd"s~n<>K N@a'd0oTd 100Hz的PWM調(diào)光最小占空比為0.2%,調(diào)光比為500:1(0.2%~100%),假如PWM調(diào)光頻率為1kHz,則調(diào)光比為50:1(2%~100%)。
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-'t 高亮度LED驅(qū)動(dòng)方案 .ASwX HKN"$(Q Z1&GtM aW-o=l@; 美國市場(chǎng)調(diào)研公司Strategies Unlimited預(yù)計(jì),到2010年,高亮度LED市場(chǎng)將達(dá)到83億美元。面對(duì)如此誘人的市場(chǎng),國外知名的電源管理芯片廠商如Linear Technology、National Semiconductor、Maxim、Zetex等都推出了一系列高亮度LED驅(qū)動(dòng)方案。而國內(nèi)LED驅(qū)動(dòng)領(lǐng)先的華潤矽威科技也推出了一系列高亮度LED驅(qū)動(dòng)方案。比如華潤矽威科技最近推出的降壓型LED驅(qū)動(dòng)芯片PT4115,該芯片在PT4105的基礎(chǔ)上把輸入電壓范圍擴(kuò)大到8V~40V,輸出LED電流提高到1.2A,以適應(yīng)快速發(fā)展的大功率LED市場(chǎng)。PT4115使用非常容易,典型應(yīng)用如圖3所示,它只需要一個(gè)輸入電容、一個(gè)電感、一個(gè)二極管和一個(gè)采樣電阻,共四個(gè)外部元器件。
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