近年來,高亮度發光二極體(HB-LED)市場快速發展,LED效能(efficacy,單位為流明/瓦或lm/W)增加了一倍以上,使用更加適用於眾多新應用,像我們在手電筒、建築照明及街道照明等應用中可以發現許多革命性的新產品,但LED要成為比白熾燈泡和省電燈泡性價比更高的照明系統,仍然面臨著挑戰,實際上,就許多應用而言,都涉及到基於寬輸入電壓範圍的電源來為HB-LED供電的挑戰。其中,軌道照明等通用照明應用猶為如此,這些應用採用可能很鬆散穩壓的12Vac或12Vdc電源。然而,LED需要以電流源而非電壓源驅動,因為根據製程容限及溫度的不同,HB-LED的正向電壓(額定值3.4伏特)變化幅度可能超過±20%。
近年來,高亮度發光二極體(HB-LED)市場快速發展,LED效能(efficacy,單位為流明/瓦或lm/W)增加了一倍以上,使用更加適用於眾多新應用,像我們在手電筒、建築照明及街道照明等應用中可以發現許多革命性的新產品,但LED要成為比白熾燈泡和省電燈泡性價比更高的照明系統,仍然面臨著挑戰,實際上,就許多應用而言,都涉及到基於寬輸入電壓範圍的電源來為HB-LED供電的挑戰。其中,軌道照明等通用照明應用猶為如此,這些應用採用可能很鬆散穩壓的12Vac或12Vdc電源。然而,LED需要以電流源而非電壓源驅動,因為根據製程容限及溫度的不同,HB-LED的正向電壓(額定值3.4伏特)變化幅度可能超過±20%。
此外,就當前的1瓦暖白光功率LED的流明量而言,通常需要3~4顆LED來替代一個20瓦白熾燈的光輸出。而要獲得可預期及匹配的亮度和色度,也需要以恆定電流驅動LED,從架構角度來說,降壓-升壓拓撲結構符合這個要求,但他不如標準降壓或升壓拓撲結構那樣常見,但理解透徹的話,降壓-升壓拓撲結構也可以為輸入電壓(Vin)與正向電壓(Vf)有交疊的高性價比HB-LED照明應用提供許多優勢。
本文分析了驅動高亮度LED的挑戰,介紹了安森美半導體用於MR16 LED替代應用的1瓦至5瓦LED驅動器參考設計,包括基本的電路拓撲結構、提供平坦輸出電流的突發模式控制、脈衝回饋補償、交流與直流工作特性對比、保護特性,以及如何修改這參考設計以提供更大輸出電流等。測試結果顯示,此參考設計在不同交流電壓條件下提供較平坦的輸出電流,且在不同直流條件下提供出色的能效。
安森美網址:www.onsemi.com