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​LED照明驱动器的设计流程是什么?

2022-03-31 21:35:55 来源:本站   作者:超级管理员

LED应用的关键技术之一是提供与其特性相适应的电源或驱动电路。因此 LED驱动器的科学设计对 LED 照明灯尤为重要。又由于 LED 驱动器的结构与LED的数量和连接方式密的相关,因此在LED驱动器设计前应完成下列工作。

(1)确定照明目的LED照明必须满足或超过目标应用的照明要求。因此,在建立设计目标之前就必须确定照明要求。对于某些应用,存在现成的照明标准,可以直接确定要求。对其他应用,确定现有照明的特性是一个好方法。具体来说,包括以下内容:照明功用,光输出、光分布、CCT、CRI、操作温度、灯具尺寸和电源功率。

(2)确定设计目标照明要求确定之后,就可以确定 LED 照明的设计目标。与定义照明要求时一样,关键设计目标与光输出和功耗有关。确保包含了对目标应用可能重要的其他设计目标,包括工作环境、材料清单(B0M)成本和使用寿命。首先要确定照明面积,即确定需要照明区域的各边长或半径;然后确定照明距离,决定需要照明区域的用光量和光的照射角度,这是决定照明系统的关键;最后确定照明角度,即决定需要照明的区域要多宽角度的光,选择光源的照射角度。

(3)估计光学系统、热系统和电气系统的效率设计过程中最重要的参数之一是需要多少个 LED 才能满足设计目标,其他设计决策都是围绕 LED 数量展开的,因为LED 数量直接影响光输出、功耗以及照明成本。

查看 LED 数据手册列出的典型光通量,用该数除以设计目标光通量,这种方法方便,然而太简化了,依此设计将满足不了应用的照明要求。LED 的光通量依赖于多种因素,包括驱动电流和结温。要准确计算所需要的 LED 数量,必须首先估计光学系统、热系统和电气系统的效率。

(4)计算需要的 LED 数量和工作电流根据 LED 数量、连接方式和工作电流,选择驱动器的类型和拓扑结构。

在完成上述工作后,就可以设计驱动器了。下面以非隔离型反激 LED 驱动器设计为例,叙述 LED 驱动器的设计过程。

第一步,根据设计目标确定 LED 驱动器拓扑结构,并选择驱动芯片。

第二步,计算最小输入电压下最佳占空比的近似值:

第三步,计算峰值电感电流的近似值;

第四步,计算所需电感的近似值,并选择小于并最接近于计算值的标准电感;

第五步,通过反激工作过程传递到输出端的功率;

第六步,计算检流电阻,由R9和 R10并联而得;计算电压检测分压电阻(如果需要),由R6和 R7组成。

第七步,R1 和 R2可选。它们用于调查+VLED至 29V。这在输出端出现意外开路时非常有用。如果没有上述元件的分压,输出电压有可能上升,导致元件损坏。C1和 R5也可选,用于稳定电压反馈环路,对于当前应用,可以不使用这些元件。

第八步,低频 PWM 亮度调节。控制 LED 灯光源亮度的最好办法是通过一个低频 PWM脉冲调制 LED 电流。使用这种方法,LED 电流根据占空比的变化触发脉冲,同时保持电流幅度恒定。这样,器件发出的光波波长在整个调节范围内保持不变,利用图 2-48 所示电路可实现 PWM 亮度调节。

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