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設(shè)計(jì)訣竅:如何使用線性穩(wěn)壓器配置多串LED照明系統(tǒng)

發(fā)布時(shí)間:2014-06-04 責(zé)任編輯:johnmu

【導(dǎo)讀】一般情況下,配置多個(gè) LED 串主要有兩個(gè)方法:采用開關(guān)穩(wěn)壓器分別調(diào)節(jié)每個(gè)串;或者使用串并聯(lián)配置。在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)高功率線性穩(wěn)壓器出現(xiàn)之后,設(shè)計(jì)者多了一個(gè)選擇。本文以TI的線性穩(wěn)壓器LM3466為例,介紹了一種多串LED的配置方案并解答了一些技術(shù)問題。

使用開關(guān)穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)每個(gè) LED 串(通常在降壓配置中)可針對電源波動(dòng)、LED 堆棧電壓波動(dòng)以及故障保護(hù)提供最高級(jí)別的靈活性。但是,為每串提供開關(guān)穩(wěn)壓器可能成本很高,而且在 LED 串之間正向電壓匹配相對較好時(shí)也沒有必要。另外,以串并聯(lián)配置安放 LED 串,還需要各串正向電壓與動(dòng)態(tài)阻抗的更好匹配,否則就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的串電流不匹配問題以及更低的可靠性。此外,這種需要還會(huì)增加 LED 成本,因?yàn)樾枰獙?LED 實(shí)施正向電壓分級(jí)處理。

利用線性穩(wěn)壓器解決設(shè)計(jì)問題

作為德州儀器 (TI) 的員工,我們總在不斷尋找各種方法,以便在降低成本的同時(shí)保持或提高 LED 照明系統(tǒng)的性能。我們的高功率線性穩(wěn)壓器器件系列(即 LM3463、LM3464 以及 LM3466)提供低成本的高效率方式確保各串之間的電流匹配,可解決設(shè)計(jì)多串 LED 應(yīng)用的各種挑戰(zhàn)。

另一種方法是使用線性穩(wěn)壓器既提供壓重功能強(qiáng)制各串實(shí)現(xiàn)電流匹配,又提供更好的故障保護(hù)。如果輸入電源是 AC/DC 或 DC/DC,并提供恒定電壓,那么 LM3463 和 LM3464 LED 驅(qū)動(dòng)器將是最佳選擇。但是,如果輸入電源提供恒定電流,LM3466 則是最佳選擇。典型應(yīng)用原理圖如下所示:
采用LM3466實(shí)現(xiàn)多串LED照明配置原理圖
圖1,采用LM3466實(shí)現(xiàn)多串LED照明配置原理圖

在本應(yīng)用中,LM3466 集成電路可互相通信,確保恒定電流電源所強(qiáng)加的輸入電流能夠在各串之間進(jìn)行平均分配。線性穩(wěn)壓器會(huì)吸收 LED 堆棧正向電壓的任何差異。[page]

設(shè)計(jì)中的常見問題

問題一:線性穩(wěn)壓器不是效率低下嗎?

答:最佳答案是“有時(shí)是,但不常是。”線性電流調(diào)節(jié)器只在輸入輸出電壓不匹配時(shí)效率低下,但如果兩個(gè)電壓很接近,它們實(shí)際就會(huì)非常高效。該系列包括 LM3466 在內(nèi)中的所有產(chǎn)品都可正常工作,確保極高的效率。事實(shí)上,單個(gè)線性級(jí)的轉(zhuǎn)換效率高于大多數(shù)基于開關(guān)穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換!

問題二:故障保護(hù)如何?

答:盡管 LED 可靠性正在提高,但我們?nèi)孕枰P(guān)注故障保護(hù),確保在故障事件中系統(tǒng)的運(yùn)行良好。我們所有基于線性穩(wěn)壓器的解決方案都包含開路及短路 LED 保護(hù)方案,可確保可靠安全的工作。每款器件的產(chǎn)品說明書都提供相關(guān)故障處理功能的完整信息。

問題三:如果希望在不同串中提供不同電流怎么辦?

答:只要各串的正向電壓充分接近,以至于其不會(huì)通過過度功耗對線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生應(yīng)力,就可以。對于基于 LM3466 的系統(tǒng),每款電路都使用編程電阻器來確定各串之間的比值。因此,電流不必像上面討論的實(shí)例中那樣全都相等。如果 LED 串的正向電壓差別過大,就要使用開關(guān)穩(wěn)壓器。

問題四:如果有多個(gè)兩種不同類型 LED 的串,其需要不同的電流,這是否意味著我不能使用 LM3466?

答:可以用,但有一些局限性。例如下圖所示的電路支持一個(gè) 500mA 電流的高亮度白光 LED 串和五個(gè)每個(gè)需要 100mA 的紅光 LED 串。
基于LM3466對不同類型LED串進(jìn)行配置
圖2,基于LM3466對不同類型LED串進(jìn)行配置

在這種情況下,如果恒定電流電源提供 1A 電流,那么五個(gè)彩色串的每串電流就必須等于 100mA,五個(gè)串的電流總和就必須等于 500mA,與高功率白光串相等。
LM3466 提供一種高效率、低噪聲、低成本的便捷方法驅(qū)動(dòng)各種多串 LED 配置。試試該器件,并告訴我它的性能有多好。你可以點(diǎn)擊這里查看 TI 完整的 LED 照明產(chǎn)品組合。



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