利用恒流LED驱动器设计高效率LED照明系统
随着高功率LED的问世照明产业也面临新的挑战LED的使用寿命及电源转换效率成为设计LED照明系统时的主要考虑因素而为了提供恒流以维持LED色彩与亮度的一致性恒流LED驱动器可作为一个提供恒流输出的开关式转换器此外省电或高效率的电源转换需求更是在LED照明应用上不可缺少的要素而磁滞型脉冲频率调变技术HystereticPFM可以大幅提升轻载或重载时的电源转换效率本文将探讨如何利用恒流LED驱动器设计出高效率高稳定性的LED照明系统
驱动器传统LED驱动器定电压模式
流经LED的电流决定了LED的亮度电流越大LED的亮度也会越亮一般而言使用定电压或恒流驱动器都可达到点亮LED的目的图1为最简单的定电压LED驱动器流经LED的电流是由与LED串联的电阻所控制例如假设输入电压为5VLED的顺向偏压为36V则在该条件下如果需要的LED电流为20mA所要使用的限流电阻即为70虽然这种方法的架构非常简单但LED的电流会随着落在LED两端的电压而改变如果LED顺向偏压不一致或输入电压有些许变动都会对LED的亮度产生影响除此之外在限流电阻上的功率损耗也会造成过热及低效率的问题
驱动器传统LED驱动器恒流模式
f另一种常用的LED驱动器为如图2所示的恒流模式驱动器在图2中LED的电流由线性稳压器所提供其电流可由R1电阻设定与定电压模式驱动器相比恒流模式驱动器可以控制流经LED的电流而不受LED顺向偏压及输入电压的不同所影响但如果输入电压与LED总顺向偏压之间的压差过大的话还是会在驱动器上产生过热的问题
磁滞型脉冲频率调变
MBI6650的磁滞型脉冲频率调变控制方式可以在轻载应用下有效提升系统的效率图3为MBI6650的应用电路图4为磁滞型脉冲频率调变方式的波型示意图图3中的VSEN为RSEN电阻两端的压降MBI6650的输出电流就是由该电压及电阻而定图4中的VH为MBI6650内部的高位准参考电压其值为VSEN电压的13倍而VL为VSEN的07倍MBI6650的工作原理为当电源打开时VSEN低于VH因此MBI6650内置的MOSFET开启此时电感电流增加连带使跨在RSEN两端的VSEN随之增加当VSEN等于VH时内置的MOSFET会关闭此时电感电流会透过二极管D1放电而下降因而使VSEN电压随之下降而当VSEN电压等于VL时内置的MOSFET又会再次开启并重复之前的动作由于磁滞型脉冲频率调变的特性电感电流会一直维持在连续导通模式CCM这对降低LED涟波电流有很大的帮助
这种控制方式的切换频率会随着负载电流而变化电流越大频率r