LED驅動電源設計五大問題
本文來源:ECCN中電網
LED驅動電源設計需要考慮這幾個(ge) 關(guan) 鍵點:
一、LED電流大小
電流的大小直接影響著LED使用壽命,建議降額使用。特別是LED散熱效果不好的話,電流的使用要留有餘(yu) 量。
二、芯片發熱
這主要針對內(nei) 置電源調製器的高壓驅動芯片。假如芯片消耗的電流為(wei) 2mA,300V的電壓加在芯片上麵,芯片的功耗為(wei) 0.6W,當然會(hui) 引起芯片的發熱。驅動芯片的zui大電流來自於(yu) 驅動功率MOS管的消耗,簡單的計算公式為(wei) I=cvf(考慮充電的電阻效益,實際I=2cvf,其中c為(wei) 功率MOS管的cgs電容,v為(wei) 功率管導通時的gate電壓),所以為(wei) 了降低芯片的功耗,必須想辦法降低c、v和f。如果c、v和f不能改變,那麽(me) 請想辦法將芯片的功耗分到芯片外的器件(注意不要引入額外的功耗)。
三、功率管發熱
功率管的功耗分成兩(liang) 部分,開關(guan) 損耗和導通損耗。要注意,大多數場合特別是LED市電驅動應用,開關(guan) 損耗要遠大於(yu) 導通損耗。開關(guan) 損耗與(yu) 功率管的cgd和cgs以及芯片的驅動能力和工作頻率有關(guan) ,所以要解決(jue) 功率管的發熱可以從(cong) 以下幾個(ge) 方麵解決(jue) :
1、不能片麵根據導通電阻大小來選擇MOS功率管,因為(wei) 內(nei) 阻越小,cgs和cgd電容越大。如1N60的cgs為(wei) 250pF左右,2N60的cgs為(wei) 350pF左右,5N60的cgs為(wei) 1200pF左右,差別太大了。選擇功率管時,夠用就可以了。
2、剩下的就是頻率和芯片驅動能力了,這裏隻談頻率的影響。頻率與(yu) 導通損耗也成正比,所以功率管發熱時,首先要想想是不是頻率選擇的有點高。不過要注意,當頻率降低時,為(wei) 了得到相同的負載能力,峰值電流必然要變大或者電感也變大,這都有可能導致電感進入飽和區域。如果電感飽和電流夠大,可以考慮將CCM(連續電流模式)改變成DCM(非連續電流模式),這樣就需要增加一個(ge) 負載電容了。
四、工作頻率降頻
這個(ge) 也是用戶在調試過程中比較常見的現象,降頻主要由兩(liang) 個(ge) 方麵導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、係統幹擾大。對於(yu) 前者,注意不要將負載電壓設置得太高;雖然負載電壓高,效率會(hui) 高點。對於(yu) 後者,可以嚐試以下幾個(ge) 方麵:
1、將zui小電流設置的再小點;
2、布線幹淨點,特別是sense這個(ge) 關(guan) 鍵路徑;
3、將電感選擇的小點或者選用閉合磁路的電感;
4、加RC低通濾波吧,這個(ge) 影響有點不好,C的一致性不好,偏差有點大。不過對於(yu) 照明來說應該夠了。無論如何降頻沒有好處,隻有壞處,所以一定要解決(jue) 。
五、電感或者變壓器的選擇
多用戶反映,相同的驅動電路,用a生產(chan) 的電感沒有問題,用b生產(chan) 的電感電流就變小了。遇到這種情況,要看看電感電流波形。有的工程師沒有注意到這個(ge) 現象,直接調節sense電阻或者工作頻率達到需要的電流,這樣做可能會(hui) 嚴(yan) 重影響LED的使用壽命。
所以說,在設計前,合理的計算是必須的。如果理論計算的參數和調試參數差的有點遠,要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。變壓器飽和時,L會(hui) 變小,導致傳(chuan) 輸delay引起的峰值電流增量急劇上升,那麽(me) LED的峰值電流也跟著增加。在平均電流不變的前提下,隻能看著光衰了。
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