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LED驱动电源设计分解

2021-04-26 ryder

LED驱动电源的设计并不难,但是心里一定要先规划好。


只要做到调试前计算,调试时测量,调试后老化,相信谁都可以搞好LED。


1、LED电流大小


大家都了解LEDripple过大的话,LED寿命会受到影响,影响有多大,也没见过哪一个专家说过。


2、芯片发热


这主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。


倘若芯片消耗的电流为2mA,300V的电压加在芯片上面,芯片的功耗为0.6W,当然会引起芯片的发热。驱动芯片的最大电流来自于驱动功率MOS管的消耗,简单的计算公式为I=cvf(考虑充电的电阻效益,实际I=2cvf,其中c为功率MOS管的cgs电容,v为功率管导通时的gate电压,所以为了降低芯片的功耗,非得想方法降低c、v和f。


如果c、v和f不能改变,那么请想方法将芯片的功耗分到芯片外的器件,留意不要引入额外的功耗。再简单一点,就是考虑更好的散热吧。


3、功率管发热


关于这个问题,也见到过有人在论坛发过贴。


功率管的功耗分成两部分,开关损耗和导通损耗。


要留意,大多数场合特别是LED市电驱动使用,开关损害要远大于导通损耗。


开关损耗与功率管的cgd和cgs以及芯片的驱动能力和工作频率有关,所以要处理功率管的发热可以从以下几个方面处理:A、不能片面依据导通电阻大小来选择MOS功率管,因为内阻越小,cgs和cgd电容越大。


如1N60的cgs为250pF左右,2N60的cgs为350pF左右,5N60的cgs为1200pF左右,差别太大了,选择功率管时,够用就可以了。B、剩下的就是频率和芯片驱动能力了,这里只谈频率的影响。


频率与导通损耗也成正比,所以功率管发热时,首先要想想是否频率选择的有点高。


想方法降低频率吧!不过要留意,当频率降低时,为了得到相同的负载能力,峰值电流必然要变大或者电感也变大,这都有可能导致电感进入饱和区域。


4、工作频率降频


这个也是用户在调试过程中比较常见的现象,降频主要由两个方面导致。输入电压和负载电压的比例小、系统干扰大。


对于前者,留意不要将负载电压设置的太高,虽然负载电压高,效率会高点。


对于后者,可以尝试以下几个方面:


a、将最小电流设置的再小点;


b、布线干净点,特别是sense这个关键路径;


c、将电感选择的小点或者选用闭合磁路的电感;


d、加RC低通滤波吧,这个影响有点不好,C的一致性不好,偏差有点大,不过对于照明来说应当够了。


无论要怎么样降频没有好处,惟有坏处,所以一定要处理。


5、电感或者变压器的选择


相同的驱动电路,用a加工的电感没有问题,用b加工的电感电流就变小了。


遇到这种情况,要看看电感电流波形。


有的工程师没有留意到这个现象,笔直调节sense电阻或者工作频率达到需要的电流,这样做可能会严重影响LED的使用寿命。


所以说,在设计前,合理的计算是非得的,如果理论计算的参数和调试参数差的有点远,要考虑是不是降频和变压器是不是饱和。


变压器饱和时,L会变小,导致传输delay引起的峰值电流增量急剧上升,那么LED的峰值电流也跟着增加。在均匀电流不变的前提下,只能看着光衰了。

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