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LED驱动设计要领

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dxb0469
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LV6
高级工程师
  • 2010-9-26 23:41:13
把常遇到的问题,总结一下,希望对大家有用。
1 、芯片发热
  这主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。假如芯片消耗的电流为 2mA , 300V 的电压加在芯片上面,芯片的功耗为 0.6W ,当然会引起芯片的发热。驱动芯片的最大电流来自于驱动功率 mos 管的消耗,简单的计算公式为 I=cvf( 考虑充电的电阻效益,实际 I=2cvf ,其中 c 为功率 MOS 管的 cgs 电容, v 为功率管导通时的 gate 电压,所以为了降低芯片的功耗,必须想办法降低 c 、 v 和 f 。如果 c 、 v 和 f 不能改变,那么请想办法将芯片的功耗分到芯片外的器件,注意不要引入额外的功耗。再简单一点,就是考虑更好的散热吧。
2 、功率管发热
  关于这个问题,也见到过有人在电源网论坛发过贴。功率管的功耗分成两部分,开关损耗和导通损耗。要注意,大多数场合特别是 LED 市电驱动应用,开关损害要远大于导通损耗。开关损耗与功率管的 cgd 和 cgs 以及芯片的驱动能力和工作频率有关,所以要解决功率管的发热可以从以下几个方面解决: A 、不能片面根据导通电阻大小来选择 MOS 功率管,因为内阻越小, cgs 和 cgd 电容越大。如 1N60 的 cgs 为 250pF 左右, 2N60 的 cgs 为 350pF 左右, 5N60 的 cgs 为 1200pF 左右,差别太大了,选择功率管时,够用就可以了。 B 、剩下的就是频率和芯片驱动能力了,这里只谈频率的影响。频率与导通损耗也成正比,所以功率管发热时,首先要想想是不是频率选择的有点高。想办法降低频率吧 ! 不过要注意,当频率降低时,为了得到相同的负载能力,峰值电流必然要变大或者电感也变大,这都有可能导致电感进入饱和区域。如果电感饱和电流够大,可以考虑将 CCM( 连续电流模式 ) 改变成 DCM( 非连续电流模式 ) ,这样就需要增加一个负载电容了。
3 、工作频率降频
  这个也是用户在调试过程中比较常见的现象,降频主要由两个方面导致。输入电压和负载电压的比例小、系统干扰大。对于前者,注意不要将负载电压设置的太高,虽然负载电压高,效率会高点。对于后者,可以尝试以下几个方面: a 、将最小电流设置的再小点 ;b 、布线干净点,特别是 sense 这个关键路径 ;c 、将电感选择的小点或者选用闭合磁路的电感 ;d 、加 RC 低通滤波吧,这个影响有点不好, C 的一致性不好,偏差有点大,不过对于照明来说应该够了。无论如何降频没有好处,只有坏处,所以一定要解决。
4 、电感或者变压器的选择
  终于谈到重点了,我还没有入门,只能瞎说点饱和的影响了。很多用户反应,相同的驱动电路,用 a 生产的电感没有问题,用 b 生产的电感电流就变小了。遇到这种情况,要看看电感电流波形。有的工程师没有注意到这个现象,直接调节 sense 电阻或者工作频率达到需要的电流,这样做可能会严重影响 LED 的使用寿命。所以说,在设计前,合理的计算是必须的,如果理论计算的参数和调试参数差的有点远,要考虑是否降频和变压器是否饱和。变压器饱和时, L 会变小,导致传输 delay 引起的峰值电流增量急剧上升,那么 LED 的峰值电流也跟着增加。在平均电流不变的前提下,只能看着光衰了。
5 、 LED 电流大小
  大家都知道 LEDripple 过大的话, LED 寿命会受到影响,影响有多大,也没见过哪个专家说过。以前问过 LED 厂这个数据,他们说 30% 以内都可以接受,不过后来没有经过验证。建议还是尽量控制小点。如果散热解决的不好的话, LED 一定要降额使用。也希望有专家能给个具体指标,要不然影响 LED 的推广。
   说了这么多,看起来 LED 驱动设计并不难,一定要心中有数。只要做到调试前计算,调试时测量,调试后老化,相信谁都可以搞 LED 了。
龙虾
  • 龙虾
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LV6
高级工程师
  • 2010-9-28 21:45:11
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写的很好,都是自己体会和总结,谢谢楼主,学习了
ljjin1314520
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LV6
高级工程师
  • 2010-10-6 18:36:28
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辛苦楼主写了这么多,不错
艾青
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版主
  • 2010-10-7 17:22:35
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写的很多,很辛苦啊!
guinan1688
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LV6
高级工程师
最新回复
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