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最小化輸入紋波電流的LED調光電路

    作者:宏拓新軟件
    發布日期:2008-10-05         
閱讀:45     
 
 
消費類的LED應用非常受歡迎,如今在家庭照明、飛機機艙燈、汽車燈、MP3播放器以及其它應用場合都能看到LED的身影。過去,大多數LED驅動器都是基于某種充電泵,這里的輸入電壓翻倍,并用內部低壓降穩壓器對LED電壓進行后穩壓。但是,有些大功率LED在開始發光前需要更高的電流,有時高達數安培,因此如今多數業內標準的LED驅動器都采用升壓拓撲。

對于電池供電的手持應用(如手機和PDA)而言,系統制造商要求LED驅動器具備某種調光功能,這是因為電池壽命與光亮度成反比,而光亮度與LED電流成正比。芯片廠商采用的最簡單技術就是提供一個EN引腳,該引腳僅在電壓超過某一閾值時才使升壓穩壓器工作。

因為大多數手持應用都采用微處理器或微控制器,所以很容易產生具有特定頻率、幅值及占空比的矩形脈沖。如果在EN引腳上施加這種脈寬調制(PWM)信號,就能通過改變占空比來增加或減小LED電流,從而調節亮度。

這種簡單的方法非常適合用于LED調光,但它會給電源輸入端引入高電流紋波。這在某些系統中是無法接受的,因為它會拉低輸入電源電壓。圖1給出了在EN引腳施加幅值為3V、頻率為10kHz、占空比為50%的PWM信號,使LED電流從700mA降至350mA時的輸入電源電流波形,可見它的輸入電源電流紋波的峰峰值很高,接近3A。

圖1:下面的線跡顯示PWM信號使LED電流從700mA降至350mA。上面的線跡顯示輸入電流紋波的峰-峰值接近3A。 圖1:下面的線跡顯示PWM信號使LED電流從700mA降至350mA。上面的線跡顯示輸入電流紋波的峰-峰值接近3A。

解決這個問題的一種方法就是使用升壓LED驅動器,如Intersil公司的EL7801。EL7801具有EN引腳和LEVEL引腳,LEVEL引腳上的直流電壓可控制LED電流。該電路也使用10kHz PWM信號,但不是供給EN引腳,而是使PWM信號通過時間常數為2ms的低通RC濾波器(R4和C3)后,供給LEVEL引腳,從而最大限度地降低輸入電源紋波電流的峰峰值(圖2)。

圖2:該電路通過采用具有EN引腳和LEVEL引腳LED驅動器,并增加低通濾波器(R4和C3)來降低電流紋波。 圖2:該電路通過采用具有EN引腳和LEVEL引腳LED驅動器,并增加低通濾波器(R4和C3)來降低電流紋波。

如果時間常數遠大于1/fPWM,則低通濾波器會產生一個平均電壓,該電壓可直接接至LEVEL引腳以控制LED電流。因此,電壓為5V、占空比為50%的波形將會產生2.5V波形。經過內部電路作用后,在LEVEL引腳形成500mV電壓。

LEVEL引腳上的平均電壓可通過下面公式來計算:

VAVG=(PWM幅值×占空比)×0.2

則LED的IAVG=VAVG/R11

在圖2中所給的例子中,R11為0.2Ω。在相同測試條件下,當LED電流由700mA降至350mA時,改進后電路的輸入紋波電流大大降低(圖3),已降至可忽略的水平。

圖3:在相同測試條件下,改進后電路的輸入紋波電流已降至可忽略的水平。 圖3:在相同測試條件下,改進后電路的輸入紋波電流已降至可忽略的水平。

 

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