led防爆灯技术的新突破使人们能够生产出可以输出广谱光的led,而不是传统的红绿衍生物。因此,产品(照明等方面)使用的led数量在增加,如指数。
从手电筒到汽车头灯,再到背光液晶电视显示器,led 应用不断扩展到新的领域。简而言之,led应用快速增长背后的主要驱动力是led技术带来的效率提升(即每瓦能耗可以提供更高流明的光输出)。
电源要求
与之前的白炽灯相比,led 具有不同的功率要求。驱动led的良好解决方案也因功率水平和整体系统要求而异。
在传统的照明解决方案(例如白炽灯)中,负载是电阻性的。功耗和相应的灯亮度是施加到灯上的电压和灯电阻的函数(根据欧姆定律)。
发光强度随着输入电压的变化而增加或减少。以汽车大灯为例,当发动机启动时,电池电压低,所以大灯变暗,当发动机开始运转时,电池电压恢复,大灯恢复正常亮度。
led 与传统的白炽灯有着根本的不同。 led的亮度是通过调节led电流来控制的,led负载的阻值随着负载的增加而变化。 led 需要恒定电压和恒定电流而不是电阻来保持恒定亮度。不同功率等级的led也有不同的方式来达到上述效果。
对于非常低功率的led,基本上如图1 所示的非常简单的电路就足够了。由于led 的有效电阻与r 相比非常小,因此流过led 的电流由v/r 决定。缺点包括:
亮度是电压的函数。 v 的变化本质上会改变电流,从而改变led 的亮度。回到最初的汽车大灯——的例子,发动机刚启动的时间还是会很微弱。
该解决方案无法利用led 的效率优势。大部分功率消耗在r 中,因为与led 的电阻相比,r 非常大。
高功率led 需要电流控制解决方案来限度地发挥led 的效率优势。图2 显示了此解决方案的示例。
它采用vi芯片prm整流器和vtm电压转换器提供稳定的电压。如果要使用prm 和vtm 为led 供电,则需要修改prm 的工作模式以提供稳定的电流。这是使用电流放大器和补偿器实现的。
与使用prm 和vtm 提供恒定电流的传统方法相比,它有几个优点。在系统中使用vtm 可以实现负载点的电流倍增。根据以下公式,vtm 的输出电流与输入电流成正比,比例为固定匝数比k,iout=iin/k。
因此,在电流控制应用中,可以通过感测和控制vtm 的输入电流来控制vtm 的输出电流。检测更低的电流需要消耗更少功率并提高整体效率的更小的传感器。同样,高效率和高功率密度导致更小的整体led 系统尺寸、更低的温度和更高的每瓦能耗流明。
一个重要的额外好处是流过led (iout) 的电流不是输入电压的函数。因此,以汽车前灯为例,只要流过led 的电流保持恒定,无论电池电压如何,led 的亮度都会保持恒定。这是因为prm 是可变负电阻器,可随v 变化,从而提供了一种保持电流恒定的方法。
更重要的是,prm 的电阻是有效电阻,而不是实际电阻,这意味着功耗非常小,不是有效电阻值的函数。因此,由于大部分功率由led 消耗,因此该解决方案与您使用的led 一样有效和高效。
此解决方案的一些缺点是其复杂性远高于图1 中所示的解决方案,因此需要更多的关注和控制才能使其正确。
关键词:防爆灯 显示器 电池 芯片 整流器
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