高品質(zhì)LED燈要求更多的回饋
LED制造商和他們的分銷夥伴正努力地改進產(chǎn)品的光通量容差，在合理的成本范圍內(nèi)提供更細的分級。對於希望產(chǎn)品可使用5年或50，000個小時，并在使用期內(nèi)保持整體光輸出不變的設(shè)計師而言，即使想滿足最密集的通量分級和設(shè)定0.1%的容差電流源也很難實現(xiàn)。因為熱量和隨著時間延長而產(chǎn)生的性能衰減等兩個重要因素會降低LED的光通量，即使電流源容差和LED光通量容差都達到0.001%也無法解決該問題?？紤]到這些損耗，高品質(zhì)固態(tài)照明產(chǎn)品設(shè)計師必須找到具有額外反饋回路的電源，也即找到熱量和光源。為此需要進行調(diào)光控制，可以對輸出電流進行線性控制和PWM(脈寬調(diào)變)控制的積體電路便成為最佳選擇。
美國國家半導體的LM3409和LM3424都是LED驅(qū)動器控制IC，它們是適用於半導體照明的第二代電流源。二款產(chǎn)品均可透過可變電阻器或電壓源來控制平均的LED電流值，并且可為PMW(脈寬調(diào)變訊號)調(diào)光訊號提供專門的輸入訊號。除了線性控制回路外，LM3409和LM3424的類比調(diào)節(jié)功能也讓系統(tǒng)設(shè)計師可以在權(quán)衡輸出電流精度及尺寸、成本和電流檢測電阻的功耗間做出自己的選擇。
圖4所示的LM3409/09HV控制降壓電路，是功率LED驅(qū)動器中最常用的電路模式。圖5中的LM3424可以作為升壓穩(wěn)壓器LED驅(qū)動器，也可以作為降壓/升壓、SEPIC(單端主電感轉(zhuǎn)換器)、反激式甚至是‘懸浮’降壓電路。
需要光控制的應用領(lǐng)域
路燈是一個很好的光源示例，因為它有嚴格的法定標準限制。對於公路用路燈，歐盟國家規(guī)定了其最小和最大的光輸出及照明模式。對於符合此規(guī)定并提供五年或更長使用壽命的LED路燈來說，設(shè)計時必須考慮到熱量引起的即時光通量損失和更長時間下性能下降帶來的通量損失。一種很自然的方法是使用光感測器，比如構(gòu)成線性控制回路的光電二極體。在系統(tǒng)啟用的第一天，應當就僅使用整體可用驅(qū)動電流的一部分，這樣做是考慮到隨著時間推移，驅(qū)動電流將慢慢增至一個上限，籍此保證光輸出恒定?？梢詫⒐怆姸O體偏置，并轉(zhuǎn)換為一路脈寬調(diào)變訊號，這將有助於在調(diào)光范圍內(nèi)維持更加恒定的相對色溫，其線性控制回路更加簡單，一般而言調(diào)光范圍也比較小。根據(jù)不同的時間、運動感測器或其他節(jié)省功耗的措施，對光輸出進行控制時，PWM控制將更加有用。圖6給出了具有更長壽命、光輸出恒定的LED燈的假定的原理圖。
本文小結(jié)
輸出電流精度只是評價LED驅(qū)動器性能的一個方面，但是當LED本身的光通量容差保持在遠高於±1%的水準時，即使對電流源容差和數(shù)文書處理器中電壓軌的容差要求一樣嚴格，也幾乎沒有任何意義，平均LED電流容差應當差不多等於光通量容差。本文基於單個分級的誤差示意了一種理想情況，并給出了一些更加實際的例子，這些例子使用兩個或更多分級的LED，其容差也可更輕松地達到±5%、±10% 或更高。在額外的控制回路中，應該將錢用於1%的電流控制，并將電力用在更高的檢測電壓上都可。有些LED燈會更強調(diào)簡單實用和低成本，此時即使采用線性調(diào)光也會顯得過於復雜和昂貴，但如果想要發(fā)揮LED全部性能的燈具就需要使用線性控制或PWM(脈寬調(diào)變控制)方式或者二者協(xié)調(diào)使用，從而提升產(chǎn)品性能和壽命。
表3：相同的LED所具有的高階兩級、三級、四級光通量分級下的容差值。
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