體育場館白光LED
日期:2016-11-24
體育場館白光LED驅動分析與應用
白光LED照明方式以高效、低功耗、節能環保等特性,已經廣泛獲得大家的認可。從本質上來說,led就是可發光的二極管,它的發光強度與通過它的正向電流成正比,且存在導通電壓,當電流大小為20 mA時,正向壓降一般為3~3.5 V。很多時候,單個LED發光強度并不能滿足實際應用的需求,還必須將多個LED串聯或并聯使用,這就需要大的電壓或電流來驅動,而不同的制作工藝,甚至不同批次,LED都存在著性能不匹配的問題,這也為合理設計驅動帶來難題。所以,雖然原始的電源有很多種類,但都不能直接給LED供電。這就要求根據不同的需要采取升壓或者降壓,以及恒流或恒壓的驅動方式進行驅動。
1 常見LED驅動器工作原理
1.1 線性穩壓驅動器
最早成套出現的線性穩壓驅動器出現于20世紀70年代,那時是以NPN管作為穩壓器件的,如圖1所示。這種穩壓器件在輸入電壓與輸出電壓之間要求2Vbe的電壓,當輸入電壓低于2Vbe時,NPN管進入飽和,穩壓器將失去穩壓能力。為了減少壓差,出現了組合型的穩壓器,如圖2所示,即用PNP管驅動NPN管的基極,但壓差也接近1Vbe。20世紀80年代中期,市場上出現了低壓差線性穩壓器,如圖3所示。與NPN穩壓器不同,PNP穩壓器壓差不是Vbe的函數,而是PNP管Vce的函數,這個電壓值要低得多,隨著制造工藝的成熟,PNP穩壓器壓差已經小于500 mV。
線性穩壓驅動器是指在線性區或飽和區工作的晶體管、場效應管從輸入電壓中分去多余的電壓,產生可調節、穩定且精確的直流電壓,通常由穩壓器件、誤差放大器、反饋電路以及基準電壓組成。穩壓器件通常是一個MOS管,相當于一個壓控電阻,由柵極電壓控制電阻大小。輸出電壓Vout是由穩壓器件與負載分壓得到的Vout=Vin-Vp,若輸入電壓Vin或負載發生變化,控制端電壓Vc也隨著變化,控制MOS管阻值,達到調整MOS管分壓Vp大小的目的,使Vout保證穩定。線性穩壓驅動器也可通過將采樣電阻與負載進行串聯,反饋電壓Vo=Iout×R1,保持R1大小不變,則反饋電壓可反映輸出電流大小的變化,進而改成線性穩流驅動器,其具體工作原理與線性穩壓驅動器基本一致。
線性穩壓器的效率是比較低的。由原理可知,該驅動器的輸出電壓是由輸入電壓減去MOS管分壓Vp而得到的,而這部分電壓完全是轉變為熱能消耗掉,所以為了提高驅動器效率,一般要求Vp越低越好。將輸入/輸出電壓差較低的線性穩壓驅動器稱為低壓差線性穩壓器,簡稱LDO。