許多LED照明應用都需要寬調光比。這可以通過可調電流源簡單地實現,如下所示。電流源可以通過多種不同的方式改變,并且可以實現較大的LED電流范圍。這種技術的主要問題是功耗可能相當高。電壓源V1的選擇必須足夠高,以適應最大的LED壓降和電流源所需的裕量。LED制造商通常指定高于平均值的最大電壓,迫使設計人員使用高于必要輸入電壓。串聯使用多個LED的應用會使電壓容差問題成倍增加。
具有可調電流源的簡單 LED 驅動器
擴展調光比的另一種技術是向LED采用脈寬調制(PWM)信號以打開和關閉調光比。如果這種脈沖可以以足夠高的速率完成,通常為幾百赫茲,那么人眼就看不到脈沖。通過這種技術,調光比可以擴展到3000:1。
雖然人眼看不到脈沖,但對于其他應用來說可能是一個問題。例如,數字錄像機的掃描速率可以與LED閃爍相互作用,產生不需要的偽影。
采用LT8614靜音開關穩壓器和LT3083線性穩壓器的混合解決方案
一種潛在的技術允許通過嚴格的模擬手段控制寬調光比。它采用混合方法,其中開關穩壓器保持可調電流源兩端的電壓恒定,并將LED電壓置于反饋環路內,以便LED電壓的變化不會影響LED電流。電流源兩端的電壓不必支持LED壓降及其變化,因此可以進行優化,以選擇功耗與調光比的最佳選擇。以下示例演示了使用 LT8614 作為電壓電源和 LT3083 作為電流源的概念。
LT?8614 是一款降壓型穩壓器,具有靜音開關架構,旨在最大限度地降低 EMI/EMC 輻射,同時在高達 3MHz 的頻率下提供高效率。采用 3mm × 4mm QFN 組裝而成,采用石器結構,集成電源開關,并包含所有必要的電路,從而產生具有最小 PCB 尺寸的解決方案。LT?3083 是一款 3A 低壓差線性穩壓器,其可并聯以增加輸出電流或在表面貼裝電路板上散發熱量。這款新型穩壓器采用精密電流源和電壓跟隨器設計,可用于許多需要高電流、可調至零且無散熱器的應用。
采用 LT8614 電壓電源和 LT3083 電流源的混合 LED 驅動器
在這種情況下,使用 12V 的輸入電壓,并且通過施加到 LT3083 的 SET 端子上的一個 0V 至 300mV 信號,LED 電流在 0A 至 3A 范圍內變化。LT3083 OUT 端子跟隨 SET 端子,因此恒定電流通過以下方式流入 R5我R5=V設置/R5.
LT3083 IN 端子中的電流非常精確地跟隨 OUT 端子中的電流,直到達到約 500μA 的最小負載值。
LT3083 需要從 IN 到 OUT 的 510mV 最壞情況壓差,以及在最大電流條件下需要 300mV (用于 R5)。LT8614 將 LT3083 IN 端子上的電壓保持在正好 0.97V,從而將 LT3083 的功耗保持在可容忍的水平,在 3A 輸出電流下達到約 2.4W 的峰值。
LT3083 將 LED 陰極保持在 0.97V,但由于 LT8614 的反饋作用,陽極電壓將變為所需的任何電壓。額外的LED可以與D1串聯,在達到LT8614的壓差之前,電流不會改變。
采用 LT8614 靜音開關穩壓器和 LT6015 運放的混合解決方案
LT3083 是實現電流源功能的方便器件,但如上所述,它確實具有一個最小負載要求。此外,SET和OUT端子之間存在輕微的失調,通常為幾百微伏,但在整個溫度范圍內可能高達±6mV。這種偏移對調光比設置了下限。如果需要更高的調光比,可以使用使用低失調電壓運算放大器的分立式吸電流。其中一種實現方式是使用LT6015精準運放作為控制元件。
LT?6015 是一款軌至軌輸入運算放大器,其輸入失調電壓修整至 50μV 以下。該放大器采用單電源和分離電源工作,總電壓為 3V 至 50V,每個放大器僅吸收 315μA 電流。LT6015 的過頂輸入級專為在惡劣環境中提供額外的保護而設計。?
采用 LT8614 電壓電源和 LT6015 吸電流器的混合 LED 驅動器
LT6015在整個溫度范圍內的最大電壓失調為±250μV,電流源僅需約100mV壓差。這允許滿量程電壓提高到600mV,并允許調光比在1000:1范圍內。
審核編輯:郭婷
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