點亮大功率LED供電線路的驅(qū)動器

          作為一種為通用照明省電的方法,LED 的使用日益普及,而高效率驅(qū)動 LED 的方法也已變得必不可少。例如,Lumileds 公司的 Luxeon 器件帶來了照明效果或房間照明。向幾個 LED 供電也許只需要一個限流電阻器,但照明應(yīng)用需要 20 個以上 LED 組成的串來提供一塊區(qū)域的光亮。圖 1 中的電路基于安森美(On Semiconductor)公司面向通用離線電源的 NCP1200A 型 100kHz PWM 電流式控制器,提供了一種低成本的離線恒流源來為多個 LED 供電。雖然設(shè)計師一般為它配置或提供電壓源,但在本應(yīng)用中,NCP1200A 提供了一個恒流源。圖 2 和圖 3 展示了該電路的特寫。

　　一個全波橋式整流器（D2~D5）和濾波電容器 C1 向變換電路 IC1 及其關(guān)聯(lián)元件提供大約 160VDC。電阻器 R3 為 IC1 的電流檢測引腳改變偏置值,并且憑借 6.2 kΩ,允許R6使用 1.2Ω 檢測電阻器。相對于瓦特數(shù)較高的檢測電阻器,減小 R6 不僅可降低成本,而且能提高電路的效率。電容器 C3 穩(wěn)定反饋網(wǎng)絡(luò)的電流,并且在 LED 串開路時,承載 400V 額定電壓。由 R5 和 C4 組成的 RC 網(wǎng)絡(luò)為 CS 引腳提供低通濾波功能。

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　　在您斷開交流電線路插頭時,泄放電阻器R1和R2可消除其管腳處的電擊危險。雖然您可以使用一個1MΩ通孔式安裝的電阻器,但兩個表面貼裝 500kΩ 串聯(lián)電阻器的成本更低,并為線路電壓應(yīng)用提供了印制電路板印制線之間所要求的間隔。把額定值面向線路旁路的電容器用作電容器 C2。您就可以使用任何帶有合適擊穿電壓和低接通電阻的功率MOSFET（比如 MTD1N60E 或 IRF820）作為 Q1。 電感器 L1 是一個 500mH 器件,應(yīng)能工作于 100 kHz,并處理超過 350 mA 的連續(xù)電流。您可以使用 Coilcraft 公司的 RFB1010 或 DR0810 系列表面貼裝電感器,或者可以用在合適的磁芯材料上人工繞線的電感器來做實驗。作為一種選擇,添加光隔離器 IC2 就能實現(xiàn)微電腦控制的照明亮度調(diào)節(jié),它利用了 IC1 的反饋端子（2 號引腳）的脈寬調(diào)制。

　　為了了解LED照明裝置的經(jīng)濟(jì)性,可比較一串由20個1W白光Luxeon輻射器和標(biāo)準(zhǔn)的白熾燈泡。每個LED均提供45流明,即20個LED組成的串可提供900流明。每個LED 的平均正向電壓是3.42V,功率耗散為1.197W,正向電流為350 mA。因此,20個LED組成的串耗散23.94W。把電源的 80% 效率（保守水平）考慮在內(nèi),則對于 900 流明/29W（或 31 流明/W）的發(fā)光效率值,系統(tǒng)消耗的功率則變成了 28.73W。Luxeon 輻射器的額定工作時間是 10 萬小時,即大約 11 年。

　　相比之下,標(biāo)準(zhǔn)的60W飛利浦白熾燈泡產(chǎn)生860流明,可工作1000小時,即剛超過一個月,效率僅為14 流明/W。從功耗角度看,基于LED的設(shè)計在效率方面是基于白熾燈泡設(shè)計的兩倍,因此降低了功耗和成本。另外,LED設(shè)計不會由于更換燈泡和勞動力而造成額外的維護(hù)成本。