Study on High-power LED Heat Dissipation Based on Printed Circuit Board

In order to study the role of printed circuit board(PCB)in high-power LED heat dissipation,a simple model of high-power LED lamp was designed.According to this lamp model,some thermal performances such as thermal resistances of four types of PCB and the changes of LED junction temperature were tested under three different working currents.The obtained results indicate that LED junction temperature can not be lowered significantly with the decreasing thermal resistance of PCB.However,PCB with low thermal resistance can be matched with smaller volume heat sink,so it is hopeful to reduce the size,weight and cost of LED lamp.

一种无桥高增益单级LED驱动电路及其混合控制策略

中小功率的LED驱动电源中,传统两级LED驱动电源存在体积大、成本高以及传统Boost PFC电路在低压输入时导通损耗大等问题。为此提出一种由无桥二次型Boost PFC电路和DC-DC LLC电路集成的无桥高增益单级LED驱动电路,实现了高电压增益、功率开关器件软开关、一套控制电路和高电路转换效率。针对单级电路在电网输入电压变化引起直流母线电压变动范围大等问题,设计一种适用于所提电路的APWM-PFM混合控制策略,并对混合控制原理和控制过程进行详细分析。最后设计一台200 W的实验样机,在输入电压80~120 Vrms范围内,占空比最大为0.5,最大电压增益为6.7,直流母线电压基于网侧特性和LLC电路特性设计在700 V以内,样机的功率因数值均高于0.990,THD均低于15%。在满载条件下,110 Vrms输入时,样机效率为93.20%,相比于传统无桥PFC,电压增益提高了2.21倍,实现了高电压增益和软开关,有效提升了在低压输入条件下的电路转换效率。仿真和实验结果验证了所提出电路和控制方法的有效性。

单级无电解电容LED驱动电路及控制策略研究

为了消除电解电容对LED驱动电源使用寿命的影响,提出一种基于反激结构的单级无电解电容LED驱动电路拓扑及控制策略。该电路拓扑是在反激变换器的输入端串接辅助储能电路,通过控制辅助储能电容的充放电,实现瞬时输入输出功率的平衡,从而抑制输出电流的低频纹波。详细介绍了该电路拓扑的工作原理;结合输出电流低频纹波产生机理,分析了辅助储能电容充放电的控制规律,给出具体的控制实现方法,并对电路关键参数进行设计,最后研制出一台30 W数字控制的单级无电解电容LED驱动电源样机。实验结果表明,所提电路方案辅助储能电容和输出滤波电容均可降至6.8μF,输出电流纹波可降至16%。通过使用薄膜电容代替传统的电解电容,提高了LED驱动电源的使用寿命。

大功率背光源用LED驱动电路的研究现状与进展

结合具体的LED驱动电路控制芯片,对峰值电流控制型、平均电流控制型、单级单开关非隔离型LED驱动电路的原理、优缺点和性能改进措施做了论述。给出了采用频率抖动技术的LED驱动电路的传导EMI峰值及平均值测量结果和基于IR2540的平均电流控制型LED驱动电路的工作波形及效率测量结果,并对脉冲恒流源型LED驱动电路的原理做了简要的介绍,最后从恒流精度、效率、成本3个方面综合分析了LED驱动电路的发展趋势。

一种具有功率耦合电路的无电解电容LED驱动电源

为解决LED驱动电源寿命短的问题,提出一种PFC+Buck/Boost的无电解电容LED驱动电源方案。PFC采用常用的Boost型电路结构,控制方法采用简单的CRM控制方式,Buck-Boost双向变换器与LED负载并联,替代电解电容器实现电源交流输入侧和直流输出侧的瞬时功率不平衡的功率耦合功能。设计了PFC的CRM控制策略和双向变换器的固定占空比控制策略,建立了Saber仿真实验模型。仿真研究结果表明,该电路的功率因数达到0.9以上,输出电流和输出电压具有很好的稳定性。

大功率LED脉冲驱动电源技术的研究

基于脉宽调制电路(PWM)原理,研究设计大电流小占空比驱动大功率LED直流脉冲电源,实验测试比较了不同占空比脉冲方式下,点亮LED的实际消耗功率、瞬态光亮强度、温升情况等,探索通过脉冲电源驱动提高LED发光效率的实现方案,并取得初步实验结果。

高速、大功率LED光源驱动电路设计

高速、大功率LED(≥3W)光源驱动电路是中子墙探测器光刻度系统的重要组成部分。本文简要介绍高速、大功率LED光源驱动电路的设计。该电路具有稳定性好、驱动脉冲前、后沿快,大电流脉冲输出等特点。内置信号源信号经过成形电路后,形成具有一定脉宽的快脉冲信号作为驱动信号,驱动信号上升时间tr<10 ns,下降时间tf<10 ns,其脉冲宽度分5档可调。该脉冲信号通过驱动电路控制输出电流开关,最大输出脉冲电流为800 mA,控制LED在额定功率下工作。该驱动电路最多可同时驱动六个大功率LED光源工作,目前已用于我所中子墙探测器阵列探测单元的初步刻度与测试。

基于MAX16832C驱动器的大功率LED电源

大功率LED是一种新型的半导体光源,具有效率高、寿命长、环保等优点。基于MAX16832C芯片设计了一款高精度LED恒流源驱动电路。MAX16832C是降压型恒流高亮度LED驱动器,为汽车内部或外部照明、建筑和环境照明、LED灯及其他LED照明应用提供极具成效的解决方案。本设计以CREE公司的Q4型大功率白光LED为负载,供电电源为输出电压为24 V的太阳能光伏电池。测试结果表明该电路满足大功率白光LED照明的电压电流工作要求。

照明用无桥LED驱动电路及其输入电流谐波分析

用大功率高亮度发光二极管取代白炽灯、荧光灯等传统照明光源已是大势所趋,本文提出了一种直接利用市电但不需整流桥的大功率LED驱动电路。分析了其工作过程、输入输出电量与电路结构参数的关系及输入交流电流的谐波分布,指出该电路使用本文介绍的控制方法可以高效率运行,完全适应LED的特性需要,并且具有很高的功率因数和很小的电流谐波失真度,电路的实验结果证实了结论。

一种单级无电解电容LED驱动电路

基于Flyback的单级LED驱动电路的隔离变压器漏电感严重影响了驱动电路的工作效率,同时由于电解电容的存在,缩短了LED驱动电路的寿命。研究了一种带漏电感能量回馈通路的Buck-Boost＋Flyback单级PFC驱动电路,利用一个二极管作为变压器漏电感能量回馈通路,消除开关管上的电压尖峰。建立了一定输出功率条件下中间级电容两端上限电压与电容值之间的函数关系,根据关系曲线选取合理的瓷片电容取代电解电容。研制一台输入130～260 V,输出为33 V/150 mA的实验样机验证了理论的正确性。

电流自动可调低功耗LED驱动电路

LED光源作为新型绿色环保光源,具有寿命长,发光效率高,高亮度以及工作电压低等优点。基于LED驱动电路的过温保护以及降低功耗要求,本文设计了一种用正温敏电阻来自动调节LED驱动电流以及降低采样电阻功耗的LED驱动电路,与常用的LED驱动电路相比,其优点在于:在温度达到保护点时,驱动电流不是直接降为零,而是在不被人眼明显发觉光变的前提下,LED驱动电流随系统温度的增加而适当的降低,因此,更适应照明等领域。本文所选取的LED驱动电流为ILED=350mA,LED灯阵列由M×N矩阵形式组成。

大功率LED脉冲位置调制解调设计

脉冲位置调制是室内可见光通信的主要调制方式之一,它具有功率利用率高,频带利用率好,抗干扰性强的特点。为实现室内大功率白光LED照明通信,在分析PPM的原理基础上提出了一种改进的调制方式,给出了这种PPM符号的结构,并设计了大功率LED的驱动电路。其主要特点是由单片机直接输出帧同步信号加PPM信号,不设置保护时隙,其利用LED不发光的位置信息传输信号。实验结果表明该PPM调制方式能兼顾室内照明和通信功能。

太阳能大功率LED路灯的设计

为积极响应国家节能减排、大力开发利用新能源的号召,以实际应用为目的,围绕太阳能光伏发电技术和LED照明技术,设计了一套太阳能LED路灯照明系统。介绍了太阳能电池功率的选取原则及与蓄电池容量的匹配方法,重点分析研究了基于ATmega128单片机和XLT604驱动器的太阳能照明系统中的太阳能控制器和LED驱动,同时就LED在芯片的功率选取、组合方式等问题上进行了分析。所设计的太阳能LED路灯照明系统照度良好、环保节能,满足太原地区城市道路照明的要求。

一种电流检测PFM型LED驱动IC的设计

基于开关电源系统基本理论,采用电流检测脉频调制(PFM)模式,设计了一种新型大功率LED照明恒流驱动芯片。利用0.5μm CMOS工艺模型仿真,结果表明,该芯片具有高电源抑制比、2.5~400 V宽输入电压范围、10 kHz^2.5 MHz可调工作频率和多种保护功能,LED驱动电流范围为几mA到1 A,可驱动1个到几百个LED灯,特别适合大功率恒流驱动。

基于IW3623高功率因数LED驱动电源设计

高功率因数LED驱动电源能很好地减少LED照明设备对电网的谐波污染,降低对其他用电设备的影响。在IW3623驱动芯片的基础上设计了一款35W高功率因数LED驱动电源,其PFC电路采用有源PFC变换器方案,DC/DC部分采用反激式变换器。重点对PFC电路和变压器进行设计。通过测试,整体性能满足设计要求,电源输出电压电流稳定,功率因数大于0.95,效率大于85%。

低成本三基色大功率LED驱动控制方案设计

针对三基色LED(Light Emitting Diode)驱动成本高、电路设计复杂的问题,设计了一款用于三基色大功率LED驱动控制方案。设计并制作电路驱动LED模型装置,通过单片机产生三路PWM(Pulse Width Modulation)波来控制MOSFET,从而分别控制三路LED,这样只需要一个DC/DC(Direct Current/Direct Current)驱动器,就能实现三路LED的调节,而且通过特定算法将上位机传送的标准Yxz值(遵循标准ZLL,Zig Bee Light Link协议[1])转化为RGB(Red Green Blue)值。根据实验测得,三路LED调节反应迅速,显色效果优秀。

基于金属线路板的新型大功率LED及其光电特性研究

设计、制作了基于金属线路板和板上芯片技术的大功率白光LED,对其光电特性进行了实验测量,输入电流达到800mA,对应的输入功率3.3W,大功率LED的输出光通量才达到饱和.输入电流达到900mA,对应的输入功率3.8W,大功率LED电流—电压特性仍未表现出饱和特性.实验结果表明,采用金属线路板和板上芯片技术可以得到良好的散热特性,大大提高LED的输入功率同时还测量了光谱分布、光通量、色坐标随电流的变化情况。

基于AMC7140芯片的大功率LED多路驱动电源设计

针对昆虫趋光性实验仪的需要,设计一款基于AMC7140芯片的大功率LED多路驱动电源。该电源具有模拟调光、同时驱动多路大功率LED的功能、电路结构简单,成本较低等优点。实验结果表明:该电源的输出电流精度小于1.5%、输出效率高于90%,且同时驱动多路大功率LED时,电流精度和输出效率保持稳定,能够满足研究昆虫趋光特性及植物特征光谱的需要。

一种单级非隔离型无电解电容LED驱动电路

针对电解电容影响LED驱动电源寿命和可靠性问题,提出一种单级非隔离型无电解电容LED驱动电路,该拓扑是在反激变换器基础上增加一个辅助功率平衡电路,通过控制辅助储能电容的充放电实现了输入瞬时功率和输出功率之间的平衡,从而降低了输出电流的低频纹波,并且漏感能量也可以得到有效利用。详细分析了该拓扑结构的工作原理及开关模态,针对所提电路拓扑给出了电路关键参数设计,并提出了一种适用于该电路拓扑的控制策略。最后搭建了一台30 W原理样机,实验结果表明,所提的电路方案可以将输出电流的纹波抑制至20%以下,辅助储能电容和输出滤波电容可分别降至6.6μF和8.8μF,从而使用寿命更长的薄膜电容去代替电解电容,提高了LED驱动电源的寿命与可靠性。

基于LT3476水冷散热人体感应式LED照明系统的设计

本文设计了一款基于linearLT3476芯片的智能LED照明系统。该系统可驱动1～32只大功率白光LED,并根据节能的要求,给出了基于热释红外线传感器人体检测触发电路。在设计中充分考虑了大功率LED工作时的散热问题,提出了可使热量快速散失,抑制温度在LED正常工作结温125℃以下,增加大功率白光LED的寿命的散热冷却器。实验和仿真证明,该系统安全可靠,经济节能,使用方便。