高品質(zhì)LED燈要求更多的回饋

LED制造商和他們的分銷夥伴正努力地改進(jìn)產(chǎn)品的光通量容差，在合理的成本范圍內(nèi)提供更細(xì)的分級。對於希望產(chǎn)品可使用5年或50，000個(gè)小時(shí)，并在使用期內(nèi)保持整體光輸出不變的設(shè)計(jì)師而言，即使想滿足最密集的通量分級和設(shè)定0.1%的容差電流源也很難實(shí)現(xiàn)。因?yàn)闊崃亢碗S著時(shí)間延長而產(chǎn)生的性能衰減等兩個(gè)重要因素會(huì)降低LED的光通量，即使電流源容差和LED光通量容差都達(dá)到0.001%也無法解決該問題?？紤]到這些損耗，高品質(zhì)固態(tài)照明產(chǎn)品設(shè)計(jì)師必須找到具有額外反饋回路的電源，也即找到熱量和光源。為此需要進(jìn)行調(diào)光控制，可以對輸出電流進(jìn)行線性控制和PWM(脈寬調(diào)變)控制的積體電路便成為最佳選擇。

美國國家半導(dǎo)體的LM3409和LM3424都是LED驅(qū)動(dòng)器控制IC，它們是適用於半導(dǎo)體照明的第二代電流源。二款產(chǎn)品均可透過可變電阻器或電壓源來控制平均的LED電流值，并且可為PMW(脈寬調(diào)變訊號)調(diào)光訊號提供專門的輸入訊號。除了線性控制回路外，LM3409和LM3424的類比調(diào)節(jié)功能也讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)師可以在權(quán)衡輸出電流精度及尺寸、成本和電流檢測電阻的功耗間做出自己的選擇。

圖4所示的LM3409/09HV控制降壓電路，是功率LED驅(qū)動(dòng)器中最常用的電路模式。圖5中的LM3424可以作為升壓穩(wěn)壓器LED驅(qū)動(dòng)器，也可以作為降壓/升壓、SEPIC(單端主電感轉(zhuǎn)換器)、反激式甚至是‘懸浮’降壓電路。

需要光控制的應(yīng)用領(lǐng)域

路燈是一個(gè)很好的光源示例，因?yàn)樗袊?yán)格的法定標(biāo)準(zhǔn)限制。對於公路用路燈，歐盟國家規(guī)定了其最小和最大的光輸出及照明模式。對於符合此規(guī)定并提供五年或更長使用壽命的LED路燈來說，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到熱量引起的即時(shí)光通量損失和更長時(shí)間下性能下降帶來的通量損失。一種很自然的方法是使用光感測器，比如構(gòu)成線性控制回路的光電二極體。在系統(tǒng)啟用的第一天，應(yīng)當(dāng)就僅使用整體可用驅(qū)動(dòng)電流的一部分，這樣做是考慮到隨著時(shí)間推移，驅(qū)動(dòng)電流將慢慢增至一個(gè)上限，籍此保證光輸出恒定?？梢詫⒐怆姸O體偏置，并轉(zhuǎn)換為一路脈寬調(diào)變訊號，這將有助於在調(diào)光范圍內(nèi)維持更加恒定的相對色溫，其線性控制回路更加簡單，一般而言調(diào)光范圍也比較小。根據(jù)不同的時(shí)間、運(yùn)動(dòng)感測器或其他節(jié)省功耗的措施，對光輸出進(jìn)行控制時(shí)，PWM控制將更加有用。圖6給出了具有更長壽命、光輸出恒定的LED燈的假定的原理圖。

本文小結(jié)

輸出電流精度只是評價(jià)LED驅(qū)動(dòng)器性能的一個(gè)方面，但是當(dāng)LED本身的光通量容差保持在遠(yuǎn)高於±1%的水準(zhǔn)時(shí)，即使對電流源容差和數(shù)文書處理器中電壓軌的容差要求一樣嚴(yán)格，也幾乎沒有任何意義，平均LED電流容差應(yīng)當(dāng)差不多等於光通量容差。本文基於單個(gè)分級的誤差示意了一種理想情況，并給出了一些更加實(shí)際的例子，這些例子使用兩個(gè)或更多分級的LED，其容差也可更輕松地達(dá)到±5%、±10% 或更高。在額外的控制回路中，應(yīng)該將錢用於1%的電流控制，并將電力用在更高的檢測電壓上都可。有些LED燈會(huì)更強(qiáng)調(diào)簡單實(shí)用和低成本，此時(shí)即使采用線性調(diào)光也會(huì)顯得過於復(fù)雜和昂貴，但如果想要發(fā)揮LED全部性能的燈具就需要使用線性控制或PWM(脈寬調(diào)變控制)方式或者二者協(xié)調(diào)使用，從而提升產(chǎn)品性能和壽命。

表3：相同的LED所具有的高階兩級、三級、四級光通量分級下的容差值。

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