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基于飞兆半导体FAN100的LED系统设计

发布时间:2020-07-21 17:42:12 阅读: 来源:筒灯厂家

摘要:随着高功率LED的出现,LED的使用寿命及电源转换效率成为设计LED照明系统时的主要考虑因素,基于飞兆半导体FAN100设计出高效率、高稳定性的LED照明系统,首先给出了硬件电路,接着分析了电路的性能,最后进行实验仿真。从仿真结果可以看出本系统在温度波动比较大的范围内比较稳定。关键词:电源设计;LED;宽范围

本文引用地址: 引言 所有发光二极管无论其灯光颜色、尺寸大小或功率有甚不同,只要驱动的电流恒定不变,它们都能充分发挥其性能。发光二极管生产商都会列明产品的规格,例如,数据表上会列出产品在指定正向电流(IF)而非正向电压(VF)驱动下的流明、光束波形及颜色。发光二极管的亮度随电流的大小而不同,且制造出来的发光二极管,其电压与电流曲线稍有差异,因而LED照明的亮度常随电源电压的变动而无法稳定。为维持亮度稳定一致,需要发光二极管恒流驱动器来实现。恒流驱动器可以使得发光二极管工作在固定电流模式,因而亮度稳定性高。恒流驱动器也让发光二极管长期工作在一定电流下,使其维持较长寿命。发光二极管照明优点是节能、安全,但由于恒定电流工作考虑,能耗亦相对增加,因此照明系统设计以低能耗为目标。前面提到恒流驱动器的压降在2 V以内,即是考虑低能耗的设计,若系统的电源端电压与串接发光二极管压降超过2 V以上,则需考虑以电压转换器来达到低能耗目标,但仍维持恒定电流工作模式。低能耗的电压转换器是以开关式方式工作,依据反馈电路控制开关周期,达到稳定输出电压。但为了维持发光二极管恒定电流工作状态,反馈电路是以输出电流来控制转换器开关周期。 目前市场上电源输入系统为两类:一类前端为AC电源输入系统加上后端的电流控制模块,此类产品包括冷冻柜灯条、室内灯具、路灯、台灯、MRl6、ARlll等。另一类为交流电源直接输入系统整合AC/DC转换器和恒定电流线路,此类产品包括E27和GUl0等灯泡型LED灯、PAR灯、T5和T8LED灯管。 本文采用恒流源驱动二极管发光,发光二极管电流减小时,恒流源电路采集到变化(减小)的电流值,进行放大后,传输给控制电路,控制电路对采样信号进行反相处理,输出脉冲宽度增大,宽度增大的输出脉冲驱动功率转换级的功率管,使得次级输出电压增加,这样,串联LED两端的电压也增大,于是,流过发光二极管的电流也增大,这就维持了发光二极管的电流恒定,同样,若由于某种原因,使发光二极管的电流增大时,其控制过程相反,采用恒流源驱动的方法,可克服大功率发光二极管管压降的不一致和因温度特性较差,管子的电流和发光效率变化的缺点。

1 硬件电路1.1 FANl00简介 FANl00是一个初级端调节PWM控制器,以满足高亮度(high brightness,HB)发光二极管(LED)市场的关键性需求。采用内置专有TRUECURRENTTM技术和严格的恒压(constant voltage,CV)范围,实现最精确的恒流(constant current,CC)控制,而无需使用次级端反馈电路。通过在较宽的电压范围内精确恒流,同样的电路就可以用于数目不同的成串LED,从而提高设计灵活性、缩短上市时间,并延长HBLED的使用寿命。由于这些PSR PWM控制器的高集成度,因此可以节省线路板空间,以配合灯泡外形尺寸不断缩小的发展趋势。 FANl00具有专有的节能模式,提供关断时间调制功能,以线性方式减小轻负载状况下的PWM频率。另外,它们还通过减少次级端反馈电路和组件,最大限度地减小功耗(无负载下待机功耗O.15 W)。所有这些节能特性都是使电源符合严苛的能效法规所不可或缺的。此外,这些PSRPWM控制器更提供了稳健的保护功能如欠压锁定(UV-LO)、过压保护(OVP)和过热保护(OTP)。1.2 整体电路 整体电路如图1所示。

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