线性LED驱动IC设计与参考

驱动大功率LED电阻消耗的功率太大,个头也大

设计个参考在那儿?

都是在不同的应用场合下寻求某些技术/成本要求上的最佳平衡点.个人看法,呵呵,欢迎扔砖头````
严重废话

线性驱动是否更适合车用照明??

车上的电压是不稳定的吧!

贴个图大家研究一下500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图，点击可放大。\n按住CTRL，滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/60/1833361198717528.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">

有的朋友反应说高频开关电源会给车载电台和其它一些电子设备造成干扰,线路也比较复杂.那么利用线性稳压IC和固定电阻R构成的“恒流源”是否可以改善这一状况,有的朋友对此也表示怀疑.讨论~~讨论~~热烈讨论~~~~欢迎~~欢迎~~热烈欢迎~~~~

固定的负载固定的电流,多余的功率是IC在承受,如果IC是线性的输入电压变化LED电流还是会有影响,合适的电压范围是可以用,有点恒流的效果.

LED电流=IC工作电流+输出电流
IC的工作电流决定恒流的精度,温度变化对电阻R的影响也有但可以被忽略.
另外汽车电瓶的电压波动不会像市电那么大,IC对其变化的响应可以满足要求.

线路比较 一

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图1和图2 是两种驱动方式的线路图,现在比较下两种方式的工作过程.

1. 当电压合适时:
电压合适是指供电电压幅值与LED Vf值加上线路的工作电压基本符合.
图1 电流经过电感→LED→MOSFET→R;放电回路是,电感→LED→D1;
图2 电流流经LED→MOSFET→恒流源.
功耗及提高转换效率主要是看线路中的内阻大小,从线路上来看图1会大于图2 ,图2的方式MOS管和恒流源整个压差可以做到200mV,图1 电阻反馈电压都有可能会超过这个电压.单就MOS管来说,都是在做开关使用,需要的压差及相关条件是相同的,功耗相等.

2. 当电压超过线路需要的幅值时:
当线路电压超过线路需要的幅值时,图1 的设计优点会显现出来,也是线路设计初衷.线路根据反馈电压比较高速开关MOS管,关闭时电感放电回路会维持LED电流;
图2 超过的电压会加到MOSFET上面,功耗会增加大于图1线路.

3. EMI,干扰问题
图1 需要高速开关恒流驱动,开关频率会影响其它线路工作,PCB布线要注意相互干扰问题,在选取驱动线路时避免与产品上面的线路工作在一个频率点上.
图2 线路不会有这个问题.

4. 灰度问题
图1 线路PWM是与反馈电压信号叠加出来的,在关闭MOS管时,电感还会有电流流过,会影响到灰度的表现,设计时只能PWM时间远远小于L1放电时间.要提高灰度表现,就需要减小电感量,从而减小放电时间提高线路的开关频率,这样会增加线路干扰的程度,恒流精度也会降低.
图2 线路开关方式驱动LED可以直接表现灰度,可以做到16位灰度65536级灰度.目前高灰阶LED屏幕都不会选用图1线路设计.

接下:

用过点晶的DD312,TO252封装的,电流280mA时,IC压降在1V左右时比较完美,压降超过3.5V,不好意思,纯粹靠IC散热的话,过不了5分钟IC自动保护,关断输出.不过有一点比较好,PWM特性极佳,这点值得推荐.

文子哥您好,我想请教下,LED头灯的驱动使用线性LED驱动器合适吗?我想使用大概6颗3W的LED.

那就要看您的供电方式了,合适的供电电压总体功耗将小于其它方式设计;反之压差较高会不如DC-DC方式.

线路功耗问题所在 二

从上面的分析可以看出,线性驱动有很多优势,只是在电压高于实际应用电压时功耗会增大,在众多的应用领域线性驱动是不可取代的.

主要问题不是线路本身,而是供电方式造成的.一般我们设计产品因其成本问题不会新开发开关电源,选取现有电源基本没有合适的,开关电源受标称值所限,有5V、12V、15V、24V、36V等等,标称值是长期以来市场形成的,电源做成什么电压范围都可以,只是开关电源厂家目前还没有眼光看到这个市场.
因其LED Vf值不同,生产出双组电压输出比较合适,例如:3.3 V与5 V、5 V与8 V、7 V与12 V、9 V与14 V、12 V与18 V、14 V与24V等电压组合,电流目前还是1W的效率最高,多颗组合是今后的方向,R、G、B单路500mA比较合适.

有这样的电源使用线性IC驱动你觉得还有问题吗.

接下------

线性IC设计要点:

在实际产品设计时,往往供电电压总不会符合我们的要求,LED正向电压Vf值每个公司也不一样,串联的LED个数会随工程需要随意变化,产品量产数量不大开关电源也不方便更换,可以使用以下设计线路来解决此问题.

如下图:
可以检测A点电压来判断供电电压是否合适,使线性驱动线路始终工作在合适的电压范围当中.UV输出讯号反馈到电源部分,供电电压自适应LED正向电压Vf值,LED串接个数也将会自动适应.

参考设计可以应用到我们线路设计当中,也可以应用到LED高串接IC设计中.目前市场上的LED恒流IC多适应能力不强,LED串接个数的改变同时也要修改参考检测电阻阻值,这样对产品量产不方便.

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待续------

推荐几款线性恒流IC方便大家选型,大功率LED线性驱动推荐之-DD311

你需要优异的LED灰度表现能力,那就请你必须选择线性IC驱动;你是设计低压小功率LED线路,请你最好选择线性IC驱动;在可以提供合适驱动电压的场合,强烈建议你使用线性LED驱动IC.


DD311是有客户抱怨发热量较大,我想看了上面的解释可以明白发热原因所在,从近几年的市场推广来看接受的厂家还是越来越多,也有较好的市场口碑.如果您是一位IC设计者,会知道设计好恒流源也是不容易的,有不少企业在设计、制成工艺方面在不懈努力.其中台湾聚积、点晶两家公司占大陆LED领域90%的线性恒流驱动IC市场,每年有2亿多人民币销售额.

DD311是一单通道输出的LED恒流驱动器,内建电流镜与电流开关组件,是专为驱动大功率LED而设计的芯片.DD311可驱动高达1安培的沈入电流(sink current),并可透过调整参考输入电流(IREF)来任意设定输出电流的大小.输出电流值约为100倍的IREF,IREF可由调整外挂电阻或偏压(bias)电压来设定.微调或使能偏压电压可校正LED间的亮度不一或实现多颗LED间整体亮度同时调整.

这样的设计理念,1:100的电流关系,如果您的前级提供的是一个电流信号,这颗IC将会很好的利用.

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芯片的输出端可承受高达36V的电压,支持10多颗大功率LED的串接应用.内建输出使能端(Enable),可PWM控制轻易地实现大功率LED的256级高灰阶应用,接受1MHz刷新速度.

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上图是应用参考设计,线路简洁.耐压36V是指2脚OUT端口;在高于5V电压供电时1、5脚需要电阻分压供电,4-5V最合适,VCC有波动时最好分压再增加稳压二极管稳压.

虽然价格反应有些高,在您了解到它的灰度表现能力和不需要外置MOS时,基本还是会接受.

推荐几款线性恒流IC方便大家选型,大功率LED线性驱动推荐之二DD312

你需要优异的LED灰度表现能力,那就请你必须选择线性IC驱动;你是设计低压小功率LED线路,请你最好选择线性IC驱动;在可以提供合适驱动电压的场合,强烈建议你使用线性LED驱动IC.

DD312是专为大功率LED应用所设计的恒流驱动器.芯片内含恒流产生电路,可透过外挂电阻来设定输出恒流值.透过芯片的使能端可以控制输出通道的开关时间,切换频率最高达一兆赫(1MHz).电流输出反应极快,支持高色阶变化及高画面刷新率的应用.内建开路侦测, 过热断电,及过电流保护功能,使应用系统的可靠性大为提升.

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开路侦测, 过热断电,及过电流保护功能,选择SO8的封装在下图的设计参考设计中才可以实现.

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需注意芯片的散热功率受到封装与环境温度的限制,故在设定最大输出电流值时需考虑到实际操作条件.最大可散热功率可由以下式子来做计算:

最大散热功率Pd(W) = [最大接面温度Tj(°C) – 环境温度Ta(°C)]/[热阻值(°C / Watt)]

散热功率(Power Dissipation = Pd(W))与操作环境温度(Ambient Temperature = Ta (°C))的关系可以参考下图:

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由最大散热功率(Pd)可推导出最大可允许操作电压Vout,请参考下式:

Vout(max)(Volt)=[Pd(max)(Watt)– VDD(Volt) × IDD(A)]/[Iout(A) × Dimming Duty]

推荐几款线性恒流IC方便大家选型,大功率LED线性驱动推荐之三 德国英飞凌系列

你需要优异的LED灰度表现能力,那就请你必须选择线性IC驱动;你是设计低压小功率LED线路,请你最好选择线性IC驱动;在可以提供合适驱动电压的场合,强烈建议你使用线性LED驱动IC.

英飞凌在您设计小功率恒流方案时会觉得非常合适,比如您是单片机控制时;您的前级信号是PWM而不需要太大电流时;在设计小电流固定颜色灯带产品时都非常合适.100mA低压驱动虽可以三极管完成,但是放大倍数的原因无法解决电流精度问题,不能满足产品灰度一致性.

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下图是在NPN三极管时可以将IC适当放到LED中间,解决前级不同有效电平驱动的需要,也等于抬高的IC承受电压.

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下图是在设计交流较大功率设计时的参考设计线路.

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美国美信集成产品公司  MAX16800

40V、350mA,可调节的线性高亮度LED驱动器

MAX16800的输出电流通过与LED串联的外部检流电阻设置.使能(EN)引脚允许连接一个宽范围的PWM亮度调节信号.MAX16800非常适合要求高压输入的汽车应用,能够承受高达40V的甩负载.
特性
±3.5%输出电流精度;内置调整管,低压差(<1.2V);+5V稳压输出,可以源出4mA电流;差分LED电流检测;关断时,具有极低的电源电流(12µA,典型);低至204mV的电流检测基准有助于降低功耗;工作电压可低至+5V;整形电路用于平滑波形边沿,降低PWM亮度调节的EMI辐射.


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我觉得模拟型驱动和模数混合型驱动各有优势, 没有谁更好,谁更有优势的差异.
关键考虑设计的需求,针对不同的市场应用不同的领域.

但在未来节能的大环境下, 混合型,高效率的追求将会是一个趋势.

说的对,忽视模拟领域,应该说自己还没有真正的领会LED的应用.

点晶科技-DD331

新款大功率线性恒流驱动IC,为了解决实际应用中大电流的需要,MOS管选择了外置.四路恒流输出,可以混合白光使单光源照度更高;或在需要绿光2路才可以达到要求的设计场合,当然也可以闲置一路不用.MOS管外置可以按设计需要选择合适的电流和散热条件.IC本身没什么热量,价格也相对较低.

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不能这么说,汽车电器12V车系电压范围9-16V,24V车系电压范围18-32V,发动机开着和不开着还是有2-4V压差,功耗也不小!

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最近台湾晶宏ULTRACHIP推出了一款线性恒流IC:

20mA~60mA 可調式電流穩流器
內含溫度補償
內含溫度保護 (95~135度)
可做調光應用(PWM 100KHz以內)
應用線路單純, 應用便利性高
寬廣的操作範圍 (0.5~18V)
高效率 (低線性消耗)
低單價, 低耗電(400uA以內)

 

  

这是应用线路!