LED驱动电源综述

近年来,LED作为一种新型光源在照明领域正扮演着越来越重要的角色,而其中LED驱动电源的品质会直接影响着LED产品的性能。为了提高LED的工作稳定性,驱动电源的要求也在不断提高。本文结合国内外文献,总结LED驱动的特性和分类,分析目前LED驱动电源的现状,并对未来LED驱动电源的发展做出进行展望。

大功率白光LED驱动电路的双环检测方法

基于CSMC0.5μm标准CMOS工艺,设计了一种带有双环检测的大功率LED恒流驱动芯片。仿真结果表明,芯片可在2MHz频率下工作,驱动电流最高可达1.5A,在24V电源电压时,电源效率可达95%。当电源电压在6V跳变±10%,驱动1W350mA的LED时,LED电流精度达0.02%。对比单环检测模式,该电路的LED驱动电流响应时间缩短了近2/3。此模式在保持高精度恒流和高效率的同时,有效地缩短了LED驱动电流的响应时间。

一种用于LED驱动的恒流控制电路设计

提出一种用于LED驱动的恒流控制电路,通过对一个基准电流进行放大,得到LED的输出电流;通过改变基准电流的大小,可以按比例改变输出电流的大小,即实现LED驱动的模拟调光功能。该电路对基准电流进行2 000倍的放大,基准电流可以在5～110μA的范围内变化,能满足常规LED驱动芯片模拟调光功能的要求。仿真结果表明,该电路产生的LED输出电流误差小于0.03%,对温度敏感性小,能在较大温度范围内保持正常工作,且设计了相关的修调电路,使电路的匹配性更好、精度更高。

滞环电流控制的大功率LED恒流驱动芯片设计

设计了一款滞环电流控制的大功率LED恒流驱动芯片,其采用高边电流检测方案,通过内部电流检测电路对LED驱动电流进行滞环控制,从而获得恒定的平均电流。芯片采用9VBICMOS工艺流片,可输出350mA电流驱动1W的LED,也可输出750mA电流驱动3W的LED。在4.5～9V输入电压范围内,芯片输出驱动电流变化小于3.5%。在环境温度从25°C变化到100°C时,芯片输出驱动电流变化小于5%。由于滞环电流控制环路存在自稳定性,芯片无需补偿电路。

白光LED驱动电路的设计与实现

通过对LED电气特性分析,根据其工作特点设计了一种以HV9910B为核心的市电供电PWM工作模式高效白光LED驱动电路。通过理论计算和实验测量,确定了电路的工作频率,测试结果表明,该驱动电路工作电压范围宽、恒流输出,转换效率超过85%。

基于TOPSwitch-Ⅱ的反激式恒流LED驱动电源

发挥LED的高效率、长寿命等诸多优点需要可靠、高效率的LED驱动电源,而恒流LED驱动电源是未来发展的趋势。基于TOP222设计了一款反激式恒流LED驱动电源,重点设计了恒流驱动电源的变压器和恒流反馈回路。实验结果表明:该电源输出额定电流为1 A,额定功率为10 W,低负载情况下以恒压方式输出。具有较好的稳定性,恒流特性和较高的效率,能够作为稳定、高效的LED驱动电源。

基于无源谐振恒流网络的多路输出LED驱动电源

在LCD背光源、隧道照明等大功率LED照明领域,为获得足够的亮度及基于可靠性等方面的考虑,需要采用多个LED串来实现,且要求各LED串的驱动电流相等。为此,提出一种基于无源谐振恒流网络的多路输出LED驱动电源,包括高频谐振DC/AC逆变模块及无源高频谐振AC/DC整流模块,逆变模块采用恒频移相控制,输出为高频正弦交流电压,整流模块内部没有任何有源器件,可方便地实现单位输入功率因数及恒流输出。推导出4种最简的无源谐振恒流网络,并对基于LCL-T谐振网络的整流模块进行性能分析,讨论其设计方法,最后搭建实验样机,进行相关实验验证。实验结果验证了理论分析的正确性。

一种彩色LED显示屏16位恒流驱动专用芯片的设计

基于CSMC 0.5μm 5 V CMOS标准工艺,流片实现了一种彩色LED显示屏16位恒流驱动专用芯片的设计。采用高精度的基准电源抗失调和驱动电流输出匹配等技术,保证了在-40℃～80℃工作温度、4.5 V～7 V工作电压和负载宽幅改变情况下,芯片各通道最大输出电流达到106 mA,而相应的位间电流输出误差小于2.1%,片间电流输出误差小于3.3%。同时电源电压调整率为0.3%,输出电压调整率为0.09%。

超高亮LED的驱动

在简要介绍超高亮LED的特点以及特性的基础上,详细介绍了LED的电阻限流、线性调节器和开关调节器等驱动方式,在此基础上介绍了超高亮LED的驱动芯片MLX10801的功能和应用。并给出了当前主要超高亮LED驱动芯片的主要特点。

一种非隔离型LED照明恒流驱动芯片设计

实现了一种具有超高电压输入、高精度、大调光范围、低成本的非隔离型LED恒流驱动芯片。芯片采用外接高压三极管的电压调整结构以及高精度基准电压源,以PWM峰值电流控制方式实现了高精度、高一致性的电流输出。芯片采用18 V耐压的工艺流片,实现输入电压范围从10 V达到450 V变化,电能转换效率高达92%,驱动电流可从几毫安到超过1 A间设定,电流精度和一致性可达1.5%。

快速启动双反馈环路LED恒流输出通道设计

为了解决LED恒流驱动输出电流不稳的问题,提出采用双反馈环路的通道结构。在此基础上,设计了采用分段模式的快速启动电路,可极大地提升通道的开启速度。基于0.25μmBCD工艺,完成HSPICE仿真。结果显示,该系统的外环路增益为83dB,相位裕度为80o,通道间电流互不影响。当电流在5～45mA范围内变化时,快速启动电路正常工作,通道的开启时间仅为4ns,开启速度较传统结构有显著提升。该输出通道已成功应用于LED恒流驱动中。

新型LED照明恒流驱动电路

针对传统LED恒流驱动电路存在输出电流受LED电压、关断时间和电感大小等影响的问题,设计了一种采用线性跨导放大器和电压控制延迟电路的新型LED照明恒流驱动电路。通过理论分析,并采用1μm 700 V BCD工艺进行仿真,结果表明,消除了传统LED恒流驱动电路的问题。使用新型LED恒流驱动电路,有效提高了应用方案的可靠性和LED照明驱动模块生产的一致性。

基于电力线载波模块的LED点阵图文显示系统

设计了基于电力线载波模块及单片机的LED点阵图文显示控制系统。该系统以基于STC7538芯片的电力线载波模块为显示信息传输工具,以STC12C5A60S2单片机为控制核心,以LED专用16位元恒流驱动器MBI5024为点阵列驱动控制,行地址经译码后通过中功率三极管控制点阵行驱动。LED点阵采用模块化设计,将高亮LED制成16×16点阵模块,再由多个模块拼接成。

智能LED照明驱动系统设计

本文分析了一种LED仿真模型,介绍了一种LED照明驱动系统的设计方法,包括开关电源、恒流驱动电路、单片机恒流控制的软硬件设计方法。本系统实现了智能可调输出电流的恒流驱动电路设计,测试结果表明系统输出电流精度高、稳定性好。

两相并联LCL-nT谐振型多路均流LED驱动器研究

针对大功率发光二极管(LED)应用场合下需要多路输出及各路电流均衡的问题,提出一种具有多路输出均流的两相并联LCL-n T谐振型电路拓扑结构,详细分析两相并联LCL-nT型谐振变换器的恒流特性、多路并联输出的均流特性以及移相调光控制策略;推导出恒流工作频率表达式和能够实现多路均流的负载范围,并对谐振网络的阻抗特性和电压增益特性进行了分析,在此基础上给出一种兼顾输出功率和开关管零电压开关(zero voltage switching,ZVS)的参数设计方法。最后设计1台200 W的实验样机,实验结果验证了所提出的电路拓扑具有良好的恒流特性和均流特性,并且能实现对LED的全范围调光。

基于恒定开关频率DC-DC变换器的大功率LED驱动芯片

完成了一种降压型恒流LED驱动芯片的设计。采用迟滞控制模式以提高芯片工作时的瞬态响应速度;采用电阻分压式二阶曲率补偿方法设计出低温度系数和高电源抑制比的带隙基准电路;对导通时间与关断时间电路进行设计改进,使导通时间与关断时间均与输入电压有关,且相互抵消,从而使开关频率仅由负载和外接电阻决定,保证了开关频率的稳定,且可按需求选择。采用ASMC 0.5μm BCD 60V工艺,完成芯片的设计,流片测试结果表明：芯片可在10-40V的工作电压范围内提供350mA的恒定驱动电流,纹波为70mA;在输出电流为350mA、驱动3个LED时的输出效率高达90%,且在相同负载条件下,输出电流变化时,输出效率基本不变。

LED移频键控信号驱动电路的设计

提出了一种新的推挽功率管驱动信号的死区加入方法,并结合负压电荷泵理论设计了一种通过移频键控控制信号实现LED准恒流调节的方法。该方法可以实现对电流的线性调节,满足中小功率LED对于能量利用效率和延长使用寿命的要求。

16位恒定电流源LED驱动器设计

首先介绍了LED驱动器芯片的关键性能参数,并在此基础上阐述了16位恒定电流源LED驱动器的工作原理,设计了一种通过调节外接电阻能稳定输出10mA～50mA电流的驱动器。

一种双反激集成无电解电容LED驱动电源

电解电容是限制AC/DC LED驱动电源寿命的主要元件,因此,消除电解电容是长寿命LED驱动电源的关键。将两个反激(flyback)变换器集成(integrated dual flyback converter,IDFC),提出一种双反激集成无电解电容LED驱动电源结构。该结构具有较高的拓扑集成度,控制方式容易实现。通过将输入功率pin和输出功率po分为pin?po和pin?po两种情况,避免了整机能量的二次变换,通过储能电容的充电和放电,平衡pin和po之间的低频脉动功率。详细分析该拓扑结构的工作原理及开关模态,给出了主电路关键参数的设计思路,最后通过实验验证该方案的正确性和可行性。

一种高功率因数无电解电容LED恒流驱动电源

发光二极管(LED)的寿命可长达10年,而以电解电容为储能元件的LED驱动电源寿命通常低于5年。为此,本文提出一种无电解电容的LED驱动电源,与其他无电解电容的LED驱动方案相比,本文提出的拓扑不但去除了电解电容,提高了LED驱动电源的使用寿命,还可实现高输入功率因数和恒流驱动LED负载,并且详细分析了这种LED驱动电源的工作原理,最后给出原理样机实验结果。