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标题: 驱动LED有什么好方法？ [打印本页]
作者: ByGrith4    时间: 2020-5-26 10:16
标题: 驱动LED有什么好方法？
LED技术推动了照明领域的一场革命。结合小型、低功耗、高可靠性和低成本，使得照明可以在不可能用白炽灯或荧光灯技术的地方实施。因此，LED照明在办公室、家庭甚至在我们的车上激增。
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- f9 K7 L- {: k. `- `目前固态照明方案的主要缺点不是LED本身，而是提供照明能量的电源。这些开关电源(SMPS)的预期寿命比LED短得多，这主要是因为它们所含的磁性元件和电解电容器的使用寿命。此外，含有风扇等有源冷却设备的开关电源尤其易受早期故障的影响。另一个缺点是SMPS通常体积庞大，是电磁干扰(EMI)的主要来源。考虑到它们的尺寸和通常有限的照明安装空间，它们不太可能与LED安装在相同的PCB上，因此需要互连和引线，这是另一个潜在的故障来源。
$ Z9 I, i! G' q( V; t/ ^; e然而，电力技术和拓扑的最新进展包括交流直接驱动(DACD)电源方案的出现。这种新的方法完全无需传统的SMPS，在成本、体积、使用寿命和可靠性方面提供多种优势-然而，并不是所有的DACD方案都是相同的。
; c, `; c' F8 E( FDACD拓扑/ D) e9 A. }$ y2 U
所有DACD方案的共同之处是输入整流桥，使用经典的4个二极管配置，将50/60 Hz输入交流波形校正为100/120 Hz半正弦波。峰值幅值从110 V交流输入的155 V左右变化到230 V交流输入的325 V，但原理保持不变。
$ M0 e* b( U& }* h  M! t用于LED驱动的DACD拓扑通常分为两种配置，每一种都各有优缺点。# F. l; m- h5 P4 N
图1：典型的DACD拓扑及其主要的特点2 F; i$ j5 p3 j7 n/ H" F. H
这两种方法都支持采用单板方案，而不是SMPS方案所需的双板方案。分流型DACD采用单片集成电路，降低了物料单(BoM)成本。它还具有易于扩展的优点，但散热性能相对较差。
; d4 j) T2 \4 Z" i9 r相比之下，旁路类型倾向于使用多个集成电路，因而导致更高的BOM成本。而这种方法更适合于需要许多LED串的应用。与分流法相比，虽然扩展性有限，但电气性能更好，总谐波失真(THD)通常小于10%，而分流法为30%左右。" ^' f& g7 B: G# C
虽然与传统的开关电源法相比，这些DACD法是个显著进步，但它们并不是驱动基于LED的现代应用的完全理想的方案。目前市场上有许多基于IC的DACD方案，但这些方案在稳压、散热性能、耐浪涌性能、调光能力和成本方面都可改进。
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图2：基本工作波形和电路图8 m7 `5 Q0 l% O+ G% ?) }# C
图2显示了DACD方案的基本工作模式。当交流线路电压通过半正弦时，IC内的开关指示电流(ILEDn)照亮每个LED。但这种线性开关法有一个主要的缺点，即高THD。" d! h0 F9 ~# E/ F# ]
最新的好方法
9 m. S, @) i: H1 x: J7 Q5 _# y6 G  F; Q最新的DACD方案之一是安森美半导体的NCL30170。基于分流拓扑，它提供了前述的这种方法的所有优点，包括：是单个IC方案，具有较低的BoM成本和易于扩展功率。但这种新方案的一个独特特性是能够驱动多个外部MOSFET开关，从而支持连接多个LED串；NCL30170是市场上首个能够这样做的产品。因此，功率可从10W扩展到200 W，连接的LED串的总数和外部开关仅受最高功率水平的限制。8 Z8 U9 p2 A; b( E8 w9 Y
图3：NCL30170是单输出、多串、分流DACD方案
% i/ Y3 C9 C! E# y2 a" s5 k在大多数应用中，尽管电源电压波动，但LED亮度保持不变是很重要的。通常，DACD驱动器能够实现±10%的稳压-安森美半导体的新器件达到±1%，这是非常显著的提升，从而确保连接LED的持续光输出。
7 f) q- v5 ?* e  ?6 z2 _8 eNCL30170用一种专有的方法来调节电流，而不是用于传统DACD方案的线性方法。电压触发点保持不变，但以这样一种方式调节电流使其不再是一个阶梯形状，从而产生平滑的正弦波电流(如图4右图所示)，导致低于10%的极佳的THD水平。7 y! p) n2 ?+ d
Conventional Shunt Type：传统的分流类型
# {- h! v2 Z4 vStepped input current：阶梯式的输入电流
& f4 t0 i4 _& L' TSine input current：正弦输入电流& H( z+ Q+ g# `5 _% F) Z
图4：专有的电流平滑 /整形提供平滑的正弦波形
6 I+ _6 Q. S4 g/ Y除了极佳的THD，NCL30170还提供领先行业的功率因数校正(PFC)性能，超过0.98。. j. x. |( {5 \$ y, N. L$ D: _
有效调光的重要性
* H8 `  p& a7 P& d在许多应用中，能进行LED调光很重要，可通过脉宽调制(PWM)技术(通常称为切相)或模拟控制来实现。PWM提供宽范围的调光能力，但也有明显的缺点，包括闪烁，这已被证明会导致处于这种视线环境的人头痛。高电平的PWM调光也会导致室内应用中尤其不受欢迎的可闻噪声。; k! L9 H0 l! T7 X% w6 X- W. X8 O' ^
虽然许多DACD方案可调低到10%，NCL30170能够提供5%的模拟调光，从而满足具有挑战性的现代应用的需要。该器件在整个调光范围内保持稳压，从而确保即使在低功率下，从LED发出的光仍然保持不变。) }6 q' h1 P$ D& Y0 p# s
对于使用TRIAC的切相调光，NCL30170强大的PWM性能确保基于它的照明方案非常适合于改装应用。
+ _( \) q( A9 W2 x8 @# J总结
, y" B1 v$ _: f" ]LED照明在当今照明方案中占很大比例。由于现代应用的低功耗、低成本和小尺寸要求，这比例将增长；用更加灵活和通用的LED照明改装旧的白炽灯装置也将是未来增长的重要推动力。
# t+ m3 k/ a: h) E! y- C直到最近，SMPS一直被用于为LED装置供电，但存在耐用性和使用寿命的问题，而且体积庞大，使在受限空间安装LED方案变得复杂和受限。
$ s) }  K- k2 C4 x7 a最近，DACD已成为一种为LED串供电的可行技术。这项技术解决了SMPS的许多缺点，特别是耐用性和使用寿命、大小和成本，且未来将大大促进更多的LED照明装置。现在，如安森美半导体的NCL30170这样的器件有助于交流直接技术提供应用所需的性能、灵活性和耐用性，用于许多终端市场领域。
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作者: Monika    时间: 2020-5-26 10:37
当交流线路电压通过半正弦时，IC内的开关指示电流(ILEDn)照亮每个LED



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