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线性和LED开关电源结合方案

来源:东莞市成良智能科技   发布时间:2019-07-31   点击量:346


随着现代化发展,线性开关电源被取代。但是它们还是有相结合的地方的,本文就来说说关于它们的结合方案。为了控制亮度,发光二极管(LED)需要恒定电流。把一只电阻器与一组LED串联即可实现此点。由于一组LED的电压和供电电压都可能发生改变,因而必须使用专用的LED驱动保证电流的精准。以下两种方案使用广泛:线性恒流LED驱动器和步进降压开关式转换器,它们均有各自的优势和劣势。

线性驱动是简单的方案,所需元件极少且基本无噪音。但是,其耗散的热量和供电电压与LED开关电源正向电压之差成正比。为防止过热,其封装可能需要在开关电源PCB上额外划分一个散热区,这就增加了所需PCB的成本和数量,同时也增加了驱动IC因热关断,从而关闭LED的风险。了解较复杂、输出纹波电压较高,所以开关电源的应用也受到一定的限制。开关电源信息请点击此处:http://www.soai8.com.

如果此驱动被置于LED旁,额外的热量会使LED以更高的温度运行,从而减少其寿命。降压(或buck)转换器效率高,产生的热量很少,但是开关式方案需要一只电感和一个肖特基二极管。这个方案也会产生噪音,尤其是当供应电压快降至LED正向电压时。

在降压变换器性能不良,用尽余量时,线性驱动器的运行则是最佳的。为避免劣势,发挥两种方案的优势,可以采取将线性与降压相结合的方案,在保证效率的同时将转换噪音降至最低。

理想情况下,电池电压的波动幅度很大。线性/降压驱动器能提供所需的较低噪音运行环境和较高的效率。当应用电压升至限值以上时,LED驱动器则转换为降压模式,从而避免线性驱动器过热。

与典型的降压开关器相同,当开关接通时,流经感应器L和LED的电流会增加,直至达到峰值,即:LED平均电流的两倍。之后开关关闭。已充电的电感会迫使电流继续流经肖特基二极管D1及LED,直到其值变为零。而后该循环又开始重复。这一开关式运行被称为临界导通模式。

与单用降压转换器相比,线性/降压驱动器可将LED电流调节扩展至低于8V的开关电源电压,即使电池电压继续下降,它也能使LED保持点亮。开关电源电压低于11V时,仅用降压转换器会损失其精度,并产生回到开关电源的更多开关纹波电流。EMI滤波器更难以抑制较低频率下的纹波电流。另一方面,在相同的供电电压范围内,线性驱动器则提供了更高的调节和无噪音运行环境。

尽管增加了元件数,但对于要求低噪音性能与扩展开关电源区间的应用,线性/降压联合方案还是有价值的。可以设置线性到降压的过渡电压值,以获得最佳散热性能。
与仅用降压转换器相比,线性/降压电流阱可将电流的调节范围扩展至更低的电源电压(8V以下),并降低低电量情况下的EMI.因此,LED在电池电压低的情况下也可保持点亮。
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