LED恒流驅動精準控製
發布時間:2011-10-06
中心議題:
- LED恒流驅動精準控製方法
解決方案:
- LED分布式恒流驅動原理
- 軟、硬結合的精度控製思路
- 提升LED驅動效率的設計新法
本文討論LED恒流驅動精準控製,講述不同的驅動在不同應用中的區別,包括分布式恒流驅動原理介紹,軟、硬結合的精度控製思路,以及提升LED驅動效率的設計新法。LED為電流驅動型器件,包括光效率、電源效率、散熱和產品亮度等在內的許多參數,都受到精準控製LED驅動電流的影響。
分布式恒流驅動原理介紹
在以往的白熾燈和節能燈市場,大公司所形成的規格有限的主流燈具型號, LED很難再繼續遵守。LED有(you)它(ta)的(de)應(ying)用(yong)靈(ling)活(huo)性(xing),在(zai)日(ri)後(hou)的(de)設(she)計(ji)中(zhong)會(hui)帶(dai)來(lai)較(jiao)多(duo)的(de)電(dian)源(yuan)規(gui)格(ge)。我(wo)們(men)要(yao)避(bi)免(mian)過(guo)多(duo)的(de)電(dian)源(yuan)規(gui)格(ge),不(bu)給(gei)日(ri)後(hou)量(liang)產(chan)帶(dai)來(lai)諸(zhu)多(duo)障(zhang)礙(ai)。本(ben)著(zhe)在(zai)不(bu)限(xian)製(zhi)設(she)計(ji)靈(ling)活(huo)性(xing)同(tong)時(shi),還(hai)能(neng)兼(jian)顧(gu)盡(jin)量(liang)少(shao)的(de)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)規(gui)格(ge)的(de)思(si)路(lu),我(wo)們(men)提(ti)出(chu)了(le)分(fen)布(bu)式(shi)恒(heng)流(liu)架(jia)構(gou)。
分布式恒流的原理在於,在各並聯支路點均設立獨立恒流源,以管理、維持、控製支路與支路、支(zhi)路(lu)與(yu)整(zheng)體(ti)線(xian)路(lu)的(de)穩(wen)定(ding)。分(fen)布(bu)式(shi)恒(heng)流(liu)電(dian)路(lu)在(zai)使(shi)用(yong)上(shang)可(ke)視(shi)為(wei)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)線(xian)路(lu)結(jie)構(gou),而(er)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)是(shi)分(fen)布(bu)在(zai)線(xian)路(lu)各(ge)節(jie)點(dian)的(de),是(shi)一(yi)個(ge)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)恒(heng)流(liu)控(kong)製(zhi)並(bing)能(neng)相(xiang)互(hu)通(tong)訊(xun)的(de)電(dian)路(lu)結(jie)構(gou)。分(fen)布(bu)式(shi)恒(heng)流(liu)設(she)計(ji)LED產品,有著非常高的產品穩定性以及獨有的設計優勢。
在當前,LED產chan品pin宣xuan稱cheng與yu實shi際ji使shi用yong壽shou命ming有you較jiao大da的de差cha距ju。在zai驅qu動dong線xian路lu設she計ji技ji術shu積ji累lei有you限xian的de情qing況kuang下xia,用yong評ping估gu產chan品pin壽shou命ming的de方fang法fa來lai衡heng量liang實shi際ji使shi用yong壽shou命ming,容rong易yi造zao成cheng誤wu差cha。而er驅qu動dong線xian路lu的de穩wen定ding性xing將jiang直zhi接jie影ying響xiang產chan品pin整zheng體ti穩wen定ding。

分布式恒流技術有高可靠性的原因在於,讓AC電源部分繼續沿用傳統開關電源,采用恒壓的供電模式。開關電源技術積累會給LED電源設計創造品質條件。在同一功率電源規格下,不用再開發新的電源型號,功率可向下兼容,大大減少電源規格,提高電源統一性。
軟、硬結合的精度控製思路
在(zai)日(ri)常(chang)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)中(zhong),周(zhou)邊(bian)器(qi)件(jian)累(lei)計(ji)誤(wu)差(cha)處(chu)理(li)起(qi)來(lai)很(hen)是(shi)棘(ji)手(shou),導(dao)致(zhi)驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)參(can)數(shu)離(li)設(she)計(ji)初(chu)衷(zhong)相(xiang)差(cha)甚(shen)遠(yuan)。恒(heng)流(liu)驅(qu)動(dong)需(xu)要(yao)電(dian)流(liu)檢(jian)測(ce),通(tong)常(chang)做(zuo)法(fa)是(shi)在(zai)支(zhi)路(lu)中(zhong)串(chuan)接(jie)毫(hao)偶(ou)電(dian)阻(zu)獲(huo)取(qu)回(hui)授(shou)信(xin)息(xi),要(yao)達(da)到(dao)高(gao)的(de)效(xiao)率(lv),電(dian)阻(zu)值(zhi)會(hui)越(yue)小(xiao),過(guo)小(xiao)的(de)毫(hao)偶(ou)電(dian)阻(zu)給(gei)生(sheng)產(chan)、測試都帶來不便,一般的儀器無法驗證到正確值,生產過程也會影響到精度,電阻方式設定電流是固定方式,調整並不方便。
軟、硬件結合方式將開啟LED應用技術的飛躍。LED恒流精度值軟件化,可大幅提升LED應用的靈活性。恒流驅動器電流設定軟件化實際上就是在IC內nei部bu設she立li寄ji存cun器qi,根gen據ju實shi際ji產chan品pin應ying用yong存cun儲chu的de方fang式shi設she置zhi輸shu出chu電dian流liu大da小xiao,這zhe一yi切qie都dou是shi軟ruan件jian化hua過guo程cheng,不bu需xu要yao更geng改gai線xian路lu設she計ji。可ke通tong過guo微wei機ji操cao作zuo軟ruan件jian,用yong直zhi觀guan的de數shu字zi寫xie入ru完wan成cheng電dian路lu電dian流liu設she定ding。
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驅動線路周邊零器件,這是我們的目標。周邊零器件不會帶來設計器件參數誤差累計,從而大幅提高恒流的精度。
我國的IC製造工藝目前不能滿足LED驅動精度要求,但是我們可以用新技術、新辦法達到世界頂級恒流精度水平。驅動精準控製便是其中一種方法。
在(zai)進(jin)行(xing)驅(qu)動(dong)精(jing)準(zhun)控(kong)製(zhi)時(shi),首(shou)先(xian)要(yao)看(kan)設(she)計(ji)目(mu)的(de)是(shi)什(shen)麼(me)?是(shi)按(an)照(zhao)最(zui)高(gao)光(guang)效(xiao),還(hai)是(shi)按(an)照(zhao)燈(deng)具(ju)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)設(she)計(ji)?如(ru)果(guo)僅(jin)限(xian)於(yu)驅(qu)動(dong)電(dian)流(liu)的(de)精(jing)準(zhun),實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)很(hen)容(rong)易(yi)做(zuo)到(dao)的(de)。例(li)如(ru)驅(qu)動(dong)電(dian)流(liu)穩(wen)定(ding)準(zhun)確(que),或(huo)隨(sui)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)有(you)保(bao)護(hu)等(deng)。但(dan)在(zai)客(ke)戶(hu)看(kan)來(lai)並(bing)不(bu)僅(jin)限(xian)於(yu)這(zhe)些(xie)。客(ke)戶(hu)要(yao)求(qiu)各(ge)項(xiang)參(can)數(shu)都(dou)能(neng)符(fu)合(he)要(yao)求(qiu),比(bi)如(ru)產(chan)品(pin)的(de)一(yi)致(zhi)性(xing)、效xiao率lv等deng。對dui於yu客ke戶hu的de這zhe些xie要yao求qiu,我wo們men需xu要yao在zai設she計ji驅qu動dong上shang下xia功gong夫fu。歸gui根gen結jie底di還hai是shi怎zen樣yang控kong製zhi精jing準zhun度du,並bing最zui終zhong按an照zhao我wo們men的de設she計ji意yi圖tu來lai調tiao整zheng電dian流liu,提ti高gao產chan品pin的de穩wen定ding性xing。
為了達到上述目的,我們可以通過在精細化的恒流輸出範圍內,均等的劃分若幹等級,並將每階電流數字化描述,驅動IC讀取對應數字並執行相應電流值來實現。可以選擇內置非易失性E2PROM。相信任何寄存器都能完成其任務,可按照應用需要和工藝允許的條件,決定存儲器的類型選擇。
電dian流liu階jie的de劃hua分fen與yu設she計ji可ke因yin市shi場chang的de不bu同tong而er有you所suo區qu別bie。分fen布bu式shi恒heng流liu內nei置zhi寄ji存cun器qi後hou,電dian流liu值zhi劃hua分fen會hui彌mi補bu工gong藝yi上shang的de精jing度du不bu足zu。因yin製zhi造zao工gong藝yi原yuan因yin輸shu出chu電dian流liu總zong是shi有you誤wu差cha,軟ruan件jian化hua後hou將jiang因yin此ci而er得de到dao改gai善shan。
長運通的驅動ICzaichuchangshi,kegenjukehudebutongxuqiu,tigongbutongdedianliushuchuzhi,mianchupiliangxiaozhunguocheng。xiaoyongliangdekehuhaiketongguofuzengdeweijiruanjianzixinggaixiedianliuzhi。ciwai,kehuhaikeyitongguochanpinshejijiekoulaigenjuxuqiugaibianchanpindeliangdu,bingzainianjiuhou,yinLED光衰減或根據現實使用情況,再次確定驅動電流值及用途。
提升驅動效率的設計新法
AC電源驅動LED在單串接支路是可行的,可是單串接隻是LED驅動應用中很少一部分,大多應用有並聯情況。在有並聯LED驅動的情況下,整體恒流設計中的支路LED並不一定工作在恒流狀態,整個產品LED電流是相互影響的。通常,在小電流設計中選擇並聯使用,這是因為小電流產品不會立即受影響而損壞,但隱患是仍然存在的。
在大電流設計者中,例如LED路燈設計,設計者不會將多路LED直接並聯上去,因為這樣危險會立刻發生。通常的做法是,先恒壓再DC恒流,通過這兩級設計完成。我們知道DC驅動效率是在合理的電壓和負載條件下,那麼如何保證負載LED數量或LED隨溫度變化都在合理的範圍內?怎樣靈活的讓客戶變更LED驅動數量?解決以上問題需要設計AC到DC恒流的回授機製,但到目前為止並不具備該技術條件。
長運通采用了另外一種做法:gaigongsidefenbushihengliuqudongqi,nengtigongguangouqudongnengli,qizhongyigezhilukezuoweiquanbuzhiludedaibiao。fenbushihengliuzhiluxianghukeyitongxun,shixianzishiyingdeliandongjizhi,tongshijianrongkongzhi、數據讀寫接口功能。此外,周邊設計零器件化,電源輸出電壓與負載阻抗匹配,從而實現恒流源與光源集成。

目前,AC電源結合控製方式主要包括以下幾種:1.原邊反饋電源。該技術用於小功率LED燈具驅動,用原有原邊反饋充電器開關電源移植而來。這部分AC驅動沒有因LED應用而改變規格,有著諸多的型號供選擇。除體積受限外,設計上與開關電源沒有本質區別,借用到LED也算合理;2.大功率隔離照明電源。該技術中,LED驅動全部是采用開關電源而設計,任何公司到目前為止都沒有推出針對LED專用AC驅動器件,隔離電源就是開關電源。基本可以斷言開關電源就是LED-AC驅動,也是主要的應用方式之一;3.非隔離LED驅動電源。非隔離LED驅動推出較多針對性電源技術,是值得肯定的,是LED電源一個方向。隔離安全主要取決於與外殼爬電間隙設計,並沒有規定LED電源一定要隔離設計,也沒有限製輸出電壓值。關鍵是采用哪種隔離更安全。非隔離有驅動效率高等優點,結合結構也能設計出優質、安全、高效的LED產品;4.可控矽調光兼容性電源。該技術應用特殊,數量受限,屬於過渡性技術。
在目前主流AC電源市場中,重點是前三項。其中非隔離技術發展較快。而前兩項隔離LED驅動設計,均是移植開關電源芯片,本質上沒有脫離開關電源原有模式。雖然各公司的諸的專家學者都在致力於LED照明電源研究,但目前技術依然停留在開關電源階段。為此LED照明電源主要研究的重點應該放在次級DC部分,將恒壓開關電源與分布式恒流技術結合。
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