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還可用來設計其它的輸出電流和控制電壓
為高亮度LED燈管提供高效電流驅動
高亮度LED燈管發展背景
近幾年,高亮度LED燈管 (hb LED燈管)在各種照明系統中作為光源日益受到青睞,六合夜市附近住宿,這是由於高亮度LED燈管具有高度的可靠性,使用壽命可以達到幾十甚至幾萬小時,妞妞規則,比傳統的白熾燈或鹵素燈的使用壽命高出幾個數量級。基於這一優勢,關西旅遊,高亮度LED燈管在汽車照明、公共標示與信號標誌以及建築照明中得到普遍應用。
高亮度LED燈管是經過特殊處理的pn結半導體器件,正向偏置時可發出白光、紅光、綠光或藍光(也可能產生其它顏色光)。作為pn結它們表現出類似於傳統二極管的vi特性,但具有較高的結壓降。在正向電壓達到vf (從紅光LED燈管的2.5v到藍光LED燈管的4.5v),流過LED燈管的電流很小;一旦正向電壓達到vf,電流將迅速上升(與傳統二極管相同)。因此,必須採用限流措施限制電流的上升,以防LED燈管損壞。目前有三種基本的限流方式,台北裝潢公司,表1對這三種方式進行了對比:
表1. 限流方式比較 led bulb led 燈管 led燈管
1假設一個白色LED燈管:vf = 4v、iLED燈管 = 350ma、vin = 12v。
高亮度LED燈管開關電源
圖1是基於固定頻率、高集成度pwm開關轉換器max5035的高亮度LED燈管電源原理圖,輸出電流可達1a。另一類似器件max5033的輸出電流可以達到500ma。這款基於電感的buck調節器能夠準確控制流過LED燈管 (或幾個串聯LED燈管,個人調查,總電壓為12v)的電流。 max5035的開關頻率為125khz,輸入電壓範圍高達76v (需使用更高額定電壓的輸入電容和二極管)。此電路可以在較寬的輸入電壓範圍內控制並保持恆定的LED燈管電流。表2總結了該電路的設計規格。
圖1. 通過調節控制電壓(0v至3.9v),max5035 LED燈管電流驅動器能夠在LED燈管_a和LED燈管_k端產生近似350ma至0ma的輸出電流。
利用圖1電路在控制端作用一個電壓調節LED燈管電流(圖2)。圖3給出了這一控制架構的效率。
圖2. 圖1電路中LED燈管電流隨控制電壓的變化關係曲線,電流測量值通過連接在LED燈管_a端和LED燈管_k端的電流表得到。
圖3. 圖1電路在驅動一隻、兩隻或三隻綠色350ma串聯LED燈管時,調節器效率與LED燈管電流的關係曲線。控制電壓與三個並聯檢流電阻的電壓共同作用到ic的反饋(fb)引腳。 ic的內部控制環路使fb引腳的電壓保持在大約1.22v,因此,由於控制電壓與電流檢測電壓都必須保持在1.22v (由電阻r1和r5設置),更高的控制電壓將產生更小的電流。
以下等式除了適用於本例外,還可用來設計其它的輸出電流和控制電壓:
在許多情況下,利用低頻(50hz至200hz)pwm方式調節LED燈管電流非常方便,通過控制脈衝寬度調節亮度(圖4)。雖然LED燈管在每個脈衝期間保持相同亮度,肉眼能夠察覺到短暫的亮度變化,但是,這種調節方法的優點在於光譜保持不變,採用幅度調節時光譜會隨著流過LED燈管電流的變化而改變。
圖4. 圖1電路低頻pwm亮度調節的控制和LED燈管電流波形。 ch1:vcontrol,ch3:iLED燈管。負載為三個串聯綠色LED燈管,威塑,總電壓近似為9.5v。替換小的輸出電容,可以減小關斷時的振盪幅度。
採用100hz pwm控制波形時,LED燈管電流的脈衝如圖4所示。一般來說,低頻pwm調光電路的效率比線性LED燈管調光電路(圖2)更高。
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