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大功率照明的LED驱动器选择
大功率照明的LED驱动器选择
我一直记得使用LED并用面包板电源或电池驱动它们。对于以低电压/电流驱动的小型LED，您可以使用任何电源驱动它们。对于包括白光LED在内的大功率LED，您的照明系统需要进行更复杂的调节，以确保在系统中的每个LED上均能稳定地注入电流和电压。
虽然您可以通过几个组件的反馈来手动构建稳压器，但使用LED驱动器来控制系统要容易得多。这些组件专门设计用于为LED提供高效率的DC电源。这里是一些为您的下一个高功率照明系统选择LED驱动器的技巧，以及一些在市场上可以找到的示例组件。
为什么要使用LED驱动器？
将LED驱动器视为集成电源稳压器，专门设计用于以可调的电流（电压）提供恒定电压（电流）。对于大功率照明系统，您可以集成LED驱动器来控制LED功率输出，这是您的调节策略的一部分。上游调节器级将高输入电压（通常为交流市电或高直流电压）转换为较低的直流电平。
通过调整LED驱动器的输出功率，可以调整LED的亮度。高功率LED驱动器通常可作为具有裸露焊盘的表面安装组件使用，以将热量散发到您的基板中。对于调光控制，一些LED驱动器可通过I / O端口在内部进行编程，而另一些LED驱动器在MOSFET驱动器上使用PWM调光来控制功率输出（类似于开关稳压器）。
PWM调光
调整一串LED亮度的一种流行方法是使用PWM信号。下图显示了如何使用MCU进行PWM调光。在此示例中，输出MOSFET上的50 kOhm电阻创建了一个反馈环路，为下游LED提供高电压/电流输出。请注意，在这种安排中，尽管串行实现很常见，但我们正在并行研究白色LED。使用MCU可使用户通过调节PWM占空比来控制功率输出。这可以基于传感器读数（例如，温度传感器）或使用来自用户的某些输入来完成。
在此示例中，LED驱动器的作用类似于并联电流调节器，而PWM信号和MOSFET在开关频率下的正向电压附近驱动LED的开和关。然后，平均功率与PWM信号的占空比成线性比例关系。您还可以在每条脚上添加一个高功率限流电阻（某些LED模块将包括此电阻），以防止在切换期间过驱动。
上面的示例非常有用，因为设计人员可以将多个电源设置编程到MCU中。您也不需要为此应用昂贵的MCU。我最近使用了一个简单的8位ATTiny MCU，并将多个PWM设置存储到EEPROM中，用户可以通过按钮进行切换。
一旦确定了如何最好地调节输出功率并提供调光（如果需要），就该选择一个驱动器，该驱动器将为照明系统提供所需的电源。
选择LED驱动器的技巧
LED驱动器具有模仿标准功率调节器的多种拓扑，但它们可能包括其他功能，例如可编程性，用于调节的电流检测反馈和温度感应。对于大功率LED驱动器，以下是要考虑的重要规格。
输出电压和电流。为了使LED点亮，输出功率必须等于或高于二极管的正向电压和正向电流。某些LED驱动器的作用类似于降压或升压转换器，它们以特定电流以等于或高于正向DC电压输出，从而提供所需的功率输出。
串联与并联输出。较小的LED驱动器在高电压和固定电流下可能只有一个输出，这允许串联驱动一串LED。具有多个输出的LED驱动器（参见上文）通常用于并行使用。
集成与外部PWM。一些LED驱动器将包括PWM发生器，并将信号直接提供给MOSFET。
电源效率。对于高功率系统，这是很重要的一点，因为它决定了作为热量损失的功率。
关于上面的第二点，您始终可以并行输出到多条LED线，其中每条线包含串联的多条LED线。注意输出的总正向电压和电流，因为这将确定您可以在照明系统中使用多少个串联/并联绞线。
以下是一些可以在大功率照明系统中使用的LED驱动器示例。
恩智浦半导体，SSL5015TE
恩智浦半导体的SSL5015TE LED驱动器是市场上最新的高压/低电流LED驱动器之一，用于需要连接到整流AC电源的照明系统。该组件包括一个内部稳压器和一个JFET，用于高达300 V和2 A的高压输出。它还包括一个用于NTC热敏电阻的引脚，用于热保护，或者该引脚可以与外部PWM信号一起使用，以切换输出电流和提供调光。由于输出电压是如此之高，因此最好将此驱动器用于串联需要低正向电流的一串LED。下面的应用图显示了涉及该组件的典型LED驱动器电路。
Diodes Inc.，AL8843QSP
Diodes Inc.的AL8843QSP LED驱动器是额定用于汽车照明的DC-DC降压模式LED驱动器。该组件可通过集成MOSFET接受4.5至40 V的输入范围，并以高达3 A（97％的效率）输出。可以通过CTRL引脚上的外部DC信号或PWM信号（最高1 MHz）来控制调光。该组件还包括用于大功率LED的短路保护。
来自AL8843QSP数据表的串联LED的应用电路。
ADI公司LT3744
ADI公司（线性技术）的LT3744 LED驱动器提供中等电压（36 V）和高电流输出（20 A DC，40 A脉冲）。这些输出电平使该组件成为高功率LED的混合串联/并联绞合的一种选择。通过3个外部PWM信号的组合来控制调光，然后将其馈送到外部大功率MOSFET。它还可以接受较宽的输入电压范围（3.3 V至36 V），从而使其灵活适用于小型和大型照明系统。
LT3744数据表中用于投影仪的LED驱动器应用电路，其图形显示了PWM调光控制。
无论您是设计大功率照明系统，都需要选择LED驱动器，FET和无源器件，以确保稳定的功率输出和安全性。