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當(dāng)今，商用LED的發(fā)光效率正接近熒光燈70～80lm/W的效率。熒光光源是非常成熟的技術(shù)，未來(lái)很可能會(huì)有一些改進(jìn)，而LED的發(fā)光效率（lm/W）每10年就以20倍的速度增加，并且這種趨勢(shì)還會(huì)繼續(xù)。 LED照明光源已經(jīng)開始滲透到像戶外廣告、建筑照明、交通信號(hào)以及汽車內(nèi)部燈光、儀表盤、尾燈和前照燈等這樣的照明市場(chǎng)。雖然還處于起步階段，但根據(jù)最近的DOE報(bào)告，在2002年并網(wǎng)的LED照明設(shè)備將會(huì)節(jié)省8.3TW/h：“……超過(guò)一個(gè)大型發(fā)電站的輸出功率�！� 建筑照明節(jié)能的潛力是巨大的。在建筑中，照明是最終使用的第二大能源，占全美國(guó)所有電能的22%，估計(jì)每年將達(dá)到8.2×1015 BTU。 目前，相對(duì)過(guò)高的LED照明光源初始安裝費(fèi)用限制了它的推廣。然而，它的一些其他特性則彌補(bǔ)了初始安裝費(fèi)用過(guò)高的不足。這些特性包括： ● 能量消耗較低 ● 工作壽命較長(zhǎng) ● 耐用性好 ● 發(fā)熱量低 ● 體積較小 ● 安全性得以改進(jìn) ● 控制簡(jiǎn)單、精確 此外，LED照明光源的成本也正在急劇下降，而且市場(chǎng)對(duì)高亮度LED照明光源的需求也持續(xù)增加。預(yù)計(jì)在2010年，將有超過(guò)80億美元的市場(chǎng)份額，是2005年的兩倍多。相對(duì)傳統(tǒng)照明光源，由于高亮度LED具有低成本和更高的發(fā)光強(qiáng)度，因此，精確性、發(fā)光效率和斷續(xù)工作能力將是LED IC控制方案的主要特征。 斷續(xù)工作能力要求采用開關(guān)電源技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)高亮度LED的電位效率。IC行業(yè)已經(jīng)采用多種PWM控制器來(lái)設(shè)計(jì)針對(duì)LED驅(qū)動(dòng)和控制的特殊電路。許多半導(dǎo)體供應(yīng)商都提供相應(yīng)的控制IC或驅(qū)動(dòng)電路，例如，Micronix公司（一家IXYS公司）的MXHV9910，其內(nèi)部框圖如圖1所示。這種控制器最吸引人的一個(gè)特征是它具有一個(gè)內(nèi)部穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器直接輸入高壓，從而不需要采用降壓電阻或高壓電流源的外部低壓供電電路，同時(shí)降低了成本，并且節(jié)省了電路板空間。 圖1 一種典型的高亮度LED驅(qū)動(dòng)電路該芯片可以在8～450V的范圍內(nèi)工作，并且可以配置成降壓、升壓，或降壓-升壓工作模式。它也具有通過(guò)調(diào)整電流和線性度，或PWM而進(jìn)行亮度調(diào)整的能力。高壓工作特點(diǎn)可以使它能夠驅(qū)動(dòng)數(shù)百個(gè)串聯(lián)的高亮度LED。當(dāng)驅(qū)動(dòng)高亮度LED時(shí)，該芯片的效率高于90%，使最大限度地降低能量的消耗成為可能，從而可以在相當(dāng)廣的領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用。 除了實(shí)現(xiàn)最小的系統(tǒng)功率損失外，芯片內(nèi)部的電流調(diào)整器也具有固定輸出的能力，從而延長(zhǎng)了LED的壽命。此外，片上還有一個(gè)7.8V的穩(wěn)壓器，可以為內(nèi)部邏輯供電，也可以為外部邏輯提供1mA的電流，并且能夠直接驅(qū)動(dòng)外部MOSFET管的柵極。降壓變換器的參考設(shè)計(jì)如圖2所示（可以提供評(píng)估板，型號(hào)為MXHV9910DB3）。 圖2 具有0.56Ω電流采樣電阻和4.7mH開關(guān)電感的照明參考設(shè)計(jì)圖2中，R4為0.56Ω的電流檢測(cè)電阻，其額定峰值電流為250mV/0.56Ω，即466mA，該電流的設(shè)置是通過(guò)調(diào)整RA1來(lái)降低LD輸入端的電壓實(shí)現(xiàn)的。PWMD的輸入引腳可以外接從0%～100%的PWM亮度控制信號(hào)。 IXTA8N50P高速開關(guān)FET可用作主開關(guān)器件，其額定工作電壓為500V，導(dǎo)通電阻RDS（ON）為0.8Ω，并且25℃時(shí)的額定電流為8A。電感L1的值是由開關(guān)頻率、輸入電壓和二極管的正向電壓和電流決定的。開關(guān)頻率由R1設(shè)定在64kHz。頻率越高，F(xiàn)ET的損耗就越高，而較低的頻率則需要較大的L1值。 |
