随着大功率LED的出现,照明行业也面临着新的挑战。 LED的使用寿命和功率转换效率已成为设计LED照明系统时的主要考虑因素。
为了提供恒定电流以保持LED颜色和亮度的一致性,恒定电流LED驱动器可以用作提供恒定电流输出的开关转换器。此外,在LED照明应用中,节电或高效功率转换的需求是必不可少的,而磁滞脉冲频率调制技术(HystereTIc PFM)可以大大提高轻负载或重负载时的功率转换效率。
本文将讨论如何使用恒流LED驱动器来设计高效,高稳定性的LED照明系统。传统的LED驱动器:恒压模式流过LED的电流决定了LED的亮度。
电流越大,LED的亮度越亮。一般来说,使用恒压或恒流驱动器可以达到点亮LED的目的。
图1显示了最简单的恒压LED驱动器。流过LED的电流由与LED串联连接的电阻器控制。
例如,假设输入电压为5V并且LED的正向偏置电压为3.6V,在这种情况下,如果所需的LED电流为20mA,则要使用的限流电阻为70Ω。尽管此方法的结构非常简单,但LED的电流将随LED两端的电压而变化。
如果LED的正向偏置不一致或输入电压略有变化,则会影响LED的亮度。另外,限流电阻器中的功率损耗也会导致过热和低效率。
图1:恒压LED驱动器。传统的LED驱动器:恒流模式另一个常用的LED驱动器是恒流模式驱动器,如图2所示。
在图2中,LED电流由线性稳压器提供,其电流可以由R1电阻器设置。与恒定电压模式驱动器相比,恒定电流模式驱动器可以控制流过LED的电流,而不受LED正向偏置和输入电压之差的影响。
但是,如果输入电压与LED的总正向偏压之间的电压差太大,则驱动器上仍会发生过热。图2:恒流LED驱动器。
磁滞脉冲频率调制MBI6650'磁滞脉冲频率调制控制方法可以有效提高轻载应用下的系统效率。图3显示了MBI6650的应用电路,图4显示了磁滞脉冲频率调制方法的波形图。
图3中的VSEN是RSEN电阻两端的电压降,MBI6650的输出电流由该电压和电阻确定。图4中的VH是MBI6650内部的高电平参考电压,其值是VSEN电压的1.3倍,而VL是VSEN电压的0.7倍。
MBI6650的工作原理是:打开电源时,VSEN低于VH,因此MBI6650的内置MOSFET被打开。此时,电感器电流增加,RSEN两端的VSEN增大。
当VSEN等于VH时,内置MOSFET将关闭。此时,电感器电流将通过二极管(D1)放电并下降,从而导致VSEN电压下降。
当VSEN电压等于VL时,内置MOSFET将再次导通并重复之前的动作。由于磁滞脉冲频率调制的特性,电感器电流将始终保持在连续导通模式(CCM)中,这对于降低LED纹波电流有很大帮助。
该控制方法的开关频率将随负载电流而变化,电流越大,频率越低。在相同负载条件下,电感越大,开关频率越低。
MBI6650的开关频率控制在40kHz以上,以避免音频噪声。磁滞脉冲频率调制控制方法除了提高轻负载时的效率外,还具有其他优点。
例如,由于使用了高压限流技术,限流电阻中的功率损耗很小,因此可以使用。较小体积的限流电阻有助于节省电路板空间和组件成本。
图3:MBI6650应用电路。图4:磁滞脉冲频率调制控制方法的波形图。
保护功能MB为了确保LED照明系统和驱动器的安全性和可靠性,MBI6650提供了多种保护功能