- 汽車LED照明驅(qū)動電路
- 使用開關電源驅(qū)動LED的保留措施
- 降低開關電源工作頻率
- 開關晶體管放置在電路板的中心區(qū)域
- 使用快速恢復二極管
- LED區(qū)不要形成電流環(huán)路
- 縮短電纜和印制電路板上走線
理論上，LED光輸出與驅(qū)動電流有關，而與電源電壓無關。最對低要求應用，如果電源電壓穩(wěn)定的話，一個電阻就可限制電流。值得注意的是，對這種最簡單的應用電路，LED在一定程度上顯示出自穩(wěn)定特性。亦即，若溫度升高的話，LED的光輸出減少，但同時其正向壓降亦降低，使驅(qū)動電流增加，從而補償了較高溫度下光輸出的減少。
遺憾的是，汽車電源的變化范圍是很大的，在8V-18V之間，峰值電壓可達幾十伏。此外，高亮度LED驅(qū)動電流大，會在電阻上產(chǎn)生大量的熱量，使散熱設計復雜化。
相對簡單的方案是使用線性降壓穩(wěn)壓器(圖1)，D1是一個穩(wěn)壓二極管，通過LED的電流設定為VD1/RSET。D2對基極二極管進行濕度補償。這個電路仍然存在能量損失問題和電阻散熱問題。對于低電流LED，尤其是串聯(lián)后的LED正向壓降和稍低于電源電壓的場合，這個電路不失為經(jīng)濟有效的方案。
圖1簡單穩(wěn)流電路
在多數(shù)場合，開關電源提供一種更佳的電氣解決方案。顧名思義，開關電源是開關工作的，在一個周期，對RLC電路充電;在下一個周期，存儲的能量用來驅(qū)動負載。這類電路效率極高，一般都能達到90%以上，開關穩(wěn)壓器能提升電壓，降低電壓，還能產(chǎn)生極性相反的電壓，這是線性穩(wěn)壓器所不具備的。
最簡單的開關穩(wěn)壓器是圖2所示的降壓穩(wěn)壓器，輸入電壓與LED電壓之間的壓差對電感L充電，電流隨之增加，當電流達到預設的值時，控制電路將串聯(lián)的晶體管關閉，在LED通路形成一個交變電流。注意，在LED驅(qū)動應用中，開關穩(wěn)壓電路控制電流的峰值。
這個值由可編程IC或外部元件來設定。電流值也由FET開關漏極上檢測電阻來定義。降壓穩(wěn)壓器流過LED的電流是連續(xù)的，但是交變的，而對電源而言是不連續(xù)的，這對電源工作會產(chǎn)生一定的影響，也增加了電源線上的噪聲。
圖2降壓型開關穩(wěn)流電路
如果電源電壓低于所有LED串聯(lián)電壓和，就要選用升壓穩(wěn)壓器。升壓穩(wěn)壓器(圖3)既要控制電流，又要控制電壓，電路相對復雜些。升壓穩(wěn)壓器在大電流情況下同樣存在嚴重的干擾問題。因而最穩(wěn)定又最安全的LED驅(qū)動器可采用升壓與降壓相結(jié)合的形式。一個升壓穩(wěn)壓器可驅(qū)動幾個并聯(lián)的降壓穩(wěn)壓器。這樣，面對電源的是性能良好的升壓穩(wěn)壓器，而在負載端則是高電流輸出的降壓穩(wěn)壓器。
圖3升壓型開關穩(wěn)流電路
所有開關電源都會產(chǎn)生噪聲，電壓型穩(wěn)壓器可以提高工作頻率，在輸出端用大電容來濾波，LED電源是穩(wěn)流型的，降低噪聲就得采取如下措施：
•降低工作頻率。
•開關晶體管應用放置在電路板的中心區(qū)域。
•快速恢復二極管。
•LED區(qū)不要形成電流環(huán)路。
•縮短電纜和印制電路板上走線。
除了上述措施，新的方案也有助降低驅(qū)動電源的噪聲。Melexis公司的MLX10801和MLX10803LED驅(qū)動器采用偽隨機開關頻率發(fā)生器來降低電氣噪聲。圖4是低噪聲應用的電路實例，它符合CISPR25的5級標準，這里CISPR是國際無線電干擾特別委員法文的縮寫。工作電感L1應根據(jù)開關頻率和LED電流來確定。為了方便用戶設計，公司還提供了一個軟件和Excel表格，用來選取ROSC、RSET和RSENSE。
圖4MLX10803應用實例
對圖4電路，開關頻率應低于150KHz，若LED電流在0.5-1A之間，L1與L2為100?H。噪聲是寬帶的，因而濾波電容采用大、小相結(jié)合的方案。二極管D1是高頻噪聲的主要來源，應仔細選擇，在電源電壓低于100V時，可使用肖特基二級管。
GaAs與GaAsPLED的光輸出強度與結(jié)溫密切相關，例如LED在25℃輸出100%的話，在80℃時只有80%。驅(qū)動器設置了溫度斜度補償電路，實際上一個PTC或NTC電阻便可解決問題，利用PTC的溫度系數(shù)來平衡LED的光輸出。為了保護LED，在溫度高于80℃，可以在器件的輸入端增加一個NTC電阻。
