全麵解析線性高壓LED驅動方案及發展趨勢
發布時間:2014-11-07 責任編輯:echolady
【導讀】用可控恒流源來控製LED是由負載特性決定的。假設經過整流的工頻交流電電壓直接輸入LED,這會直接導致恒流無法實現,LED電流不恒定。無法實現亮度控製,而且損耗LED的壽命。而高頻開關電源CC(恒流)控製是一種常見的辦法。提高性能的同時又降低了成本。
在LED燈珠負載裏串接有源或無源器件,使線路產生“恒壓”效果,這樣在LED負載通過的是恒電流,而外接線承受了變化的電壓。就是類似LDO(DropoutRegulato低壓差線性穩壓器)的工理。下麵詳細介紹這種實現恒流的驅動方式及其發展趨勢。
相比與高頻開關電源,線性高壓方案的優點主要有:
一、省去了輸入電解電容、輸出電容,是一種無解電容的線路。電解電容壽命是電源壽命的瓶頸,省去了電解電容,驅動電源壽命就延長了。
二、電路工性模式,不是工作在高頻模式,省去了高頻電感,同時沒有EMI的問題,省去了EMC電路。
三、省去了高頻電感等外圍元件,進一步降低成本。
第(di)一(yi)代(dai)阻(zu)容(rong)線(xian)性(xing)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa)阻(zu)容(rong)降(jiang)壓(ya)工(gong)作(zuo)原(yuan)理(li)是(shi)利(li)用(yong)電(dian)容(rong)在(zai)一(yi)定(ding)的(de)交(jiao)流(liu)信(xin)號(hao)頻(pin)率(lv)下(xia)產(chan)生(sheng)的(de)容(rong)抗(kang)來(lai)限(xian)製(zhi)最(zui)大(da)工(gong)作(zuo)電(dian)流(liu),電(dian)容(rong)降(jiang)壓(ya)實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)利(li)用(yong)容(rong)抗(kang)限(xian)流(liu),而(er)電(dian)容(rong)器(qi)實(shi)際(ji)上(shang)起(qi)到(dao)一(yi)個(ge)限(xian)製(zhi)電(dian)流(liu)和(he)動(dong)態(tai)分(fen)配(pei)電(dian)容(rong)器(qi)和(he)負(fu)載(zai)兩(liang)端(duan)電(dian)壓(ya)的(de)角(jiao)色(se)。阻(zu)容(rong)降(jiang)壓(ya)的(de)線(xian)路(lu)極(ji)簡(jian),主(zhu)要(yao)優(you)點(dian)是(shi)低(di)成(cheng)本(ben)。缺(que)點(dian)如(ru)下(xia):1. 輸入電壓波動時,電流隨之波動。2. PF低從輸入端來看,負載呈容性,電容耐受高壓,選型較困難,壽命較短。
第二代開關線性恒流控製方法恒流二極管(CRD)、恒流三極管(CCT)、MOSFET管.按照控製方式來說,也就是單開關的控製方法。優點:1. LED燈珠電流可控,亮度可控。2. 燈珠電流恒定,燈珠壽命比第一代的增長.缺點正向壓降過高,導通時間過短,暗燈時間過長閃爍劇烈。
第di三san代dai分fen段duan式shi開kai關guan線xian性xing控kong製zhi方fang法fa針zhen對dui第di一yi代dai單dan開kai關guan控kong製zhi的de缺que點dian,發fa展zhan出chu了le第di三san代dai分fen段duan式shi控kong製zhi方fang法fa。這zhe種zhong控kong製zhi方fang法fa原yuan理li是shi一yi個ge控kong製zhi芯xin片pian檢jian測ce輸shu入ru交jiao流liu電dian壓ya,來lai給gei幾ji個ge串chuan接jie在zaiLED負載的MOSFET提供門極信號,根據輸入交流電壓的高低,分段的開通LED負載,市場對第三代控製電路提出了以下具體要求:
1. 效率>0.9
2. PF>0.95
3. 90%以上可控矽調光器兼容性
4. 開關調光功能
5. 內置線性溫度補償和過溫保護
缺點燈珠的利用率不高。

“高階分段”技術采用了N型開關與P型開關相互配合的控製方案,隻增加較小的成本代價就實現了十二分段線性恒流驅動,熱耗散功率相比四段線性恒流芯片減少了60%,電源效率最高達到創紀錄的93%,為“動態配置”和“電容填穀”的技術的應用提供了堅實的平台。
“動態配置”技術在全波整流電壓較低時把LED燈串的串聯結構改為並聯結構,解決了LED燈芯利用率不高問題。
“電容填穀”技術通過外加1uF貼片電容在全波整流零電壓附近給LED燈串供電,解決了100Hz頻閃問題。“動態配置”和“電容填穀”技ji術shu結jie合he在zai一yi起qi實shi現xian了le全quan波bo整zheng流liu的de完wan整zheng周zhou期qi內nei電dian源yuan輸shu出chu功gong率lv恒heng定ding,從cong而er徹che底di解jie決jue了le高gao壓ya線xian性xing恒heng流liu方fang案an頻pin閃shan較jiao深shen和he燈deng芯xin利li用yong率lv低di的de頑wan疾ji提ti供gong了le堅jian實shi的de平ping台tai。
同時,“電源”的線性高壓LED方案,由於其線路及其簡單,並且性能也逐漸提升,成本、可靠性的優勢使其也會有很大的發展。日後中國的LED市場會有明顯的層次化劃分,針對消費者的需要,高、中、低端都會有大量相應產品湧現。
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