Diskussion über die LED-Treiber

DC-Steuerung


führte durch die Strom-betriebene Geräte, ist die Helligkeit proportional zur Durchlaßstrom. Es gibt zwei Möglichkeiten, die uns Stromregelung. Die erste Methode ist die LED-VI-Kurve verwenden, um den aktuellen Bedarf, um die gewünschte positive Spannung an der LED-Produktion zu bestimmen. Die Implementierungen verwenden in der Regel eine Spannungsquelle und einem Lastwiderstand. Abbildung 1 veranschaulicht diesen Ansatz. Wie unten beschrieben, hat diese Methode einige Nachteile. LED-Spannung wird in jede Änderung LED aktuellen Veränderungen ergeben. Wenn die Bewertung Flussspannung von 3,6 V, ist die LED-Strom in Abbildung 1 20mA. Wenn die Spannung wird 4.0V, die durch Temperaturschwankungen verursacht oder erstellen Sie einen bestimmten Druck zu ändern, dann die vordere Strom auf 14mA reduziert. Durchlassspannung 11% ändern würde in größere Veränderungen in Vorwärtsstrom Folge haben, bis zu 30%. Auch nach den verfügbaren Eingangsspannung, die Ballastwiderstand Spannungsabfall und Stromverbrauch Willenskraft Abfall und Einschränkung der Batterielebensdauer.

Die zweite Methode ist die bevorzugte Methode ist die LED-Strom konstante Stromversorgung für den Antrieb der LED. Konstantstrom Stromversorgung der Flussspannung Änderungen durch aktuelle Veränderungen verursacht beseitigen anzupassen. Daher kann die LED-Helligkeit konstant, unabhängig von Änderungen in den zukunftsgerichteten Strom zu erzeugen. Generieren Sie konstante Stromquelle ist einfach. Nur müssen die Strommesswiderstand durch die Spannung einstellen, statt der Einstellung der Ausgangsspannung. Abbildung 2 veranschaulicht diesen Ansatz. Stromversorgung Referenzspannung und Strommesswiderstand Wert bestimmt den LED-Strom. In das Laufwerk mehrere LED, nur setzte sie in Serie in den konstanten Strom von jeder LED zu erreichen. Driver Parallel LED in jeder LED-String muss ein Vorwiderstand, die in geringeren Wirkungsgrad und den aktuellen Konflikt Ergebnisse statt.

Hoher Wirkungsgrad


Batterielebensdauer in tragbaren Anwendungen ist unerlässlich. LED-Laufwerk, wenn praktikabel, müssen wir effizienter. Die Messung der Effizienz-LED-Treiber-Netzteil mit einem typischen Wirkungsgrad Messung sind unterschiedlich. Typische Leistungseffizienz Messung wird als Ausgangsleistung von Eingangsleistung dividiert. Was die LED-Fahrer, ist die Ausgangsleistung nicht die relevanten Parameter. Wichtig, um die gewünschte Helligkeit der LED Wert der benötigten Antriebsleistung. Dies kann einfach durch die LED-geteilt werden, um die Leistungsaufnahme zu bestimmen. Bitte beachten Sie: Wenn diese Definition von Effizienz, dann die Strommesswiderstand in die Leistungsaufnahme auf Verlustleistung führt. Mit der Formel in Abbildung 3 dargestellt, können wir sehen, ein kleinerer Strom Sinn Spannung hohem Wirkungsgrad erzeugen LED-Treiber. Abbildung 4 zeigt die Auswahl der 0.25V Referenzspannung von 1V Referenzspannung Netzteil und verwenden, um die Situation der Effizienz verglichen. Niederspannungs-Stromversorgung Strommessung ist effektiver, unabhängig davon, wie die Eingangsspannung oder LED-Strom, solange ceteris paribus, eine niedrigere Referenzspannung kann die Effizienz zu verbessern und eine längere Batterielaufzeit sorgen.

PWM Dimmung


Viele tragbare Anwendungen erfordern Anpassung der Helligkeit LED. In Anwendungen wie LCD-Hintergrundbeleuchtung, Dimmer-Funktion bietet Helligkeits-und Kontrasteinstellung. Wir können zwei Dimm-Methoden verwenden:. Analoge und PWM Verwenden Sie analoge Dimm-, LED 50% durch die maximale auferlegt Strom kann 50% Helligkeit zu erreichen. Dieser Ansatz ist, dass es Farbverschiebung und die Notwendigkeit für analoges Steuersignal LED, so Nutzung ist in der Regel nicht sehr hoch. Besetzt Grad eines unteren voll Bestromung der LED-PWM-Dimming erreicht werden kann. Abschluss in angewandter beschäftigt 50% des vollen Strom bis zu 50% Helligkeit. Um sicherzustellen, dass das menschliche Auge nicht sehen kann das PWM-Puls, muss PWM-Signal Frequenz höher als 100Hz werden. Maximalen PWM-Frequenz ist abhängig von der Stromversorgung Start-und Reaktionszeit. Um ein Höchstmaß an Flexibilität und einfache Integration, LED-Treiber sollten die PWM-Frequenz bis zu 50kHz akzeptieren.


Überspannungsschutz


Im Konstantstrombetrieb Betrieb Stromversorgung müssen Überspannungsschutz Funktion übernehmen. Egal, wie viel Last kann konstante Stromversorgung erzeugen einen konstanten Ausgangsstrom. Wenn der Lastwiderstand steigt, muss die Stromversorgung Ausgangsspannung größer sein. Dies ist die Stromquelle Konstantstromausgang aufrechtzuerhalten. Wenn der Strom durch die Last erkannt Widerstand zu groß ist, oder wenn die Last getrennt ist, kann die Ausgangsspannung, über die IC oder diskreten Bauelementen Nennspannungsbereich erhöht werden. Konstantstrom-LED-Treiber kann eine Vielzahl von Überspannungs-Schutz-Methode. Eine Möglichkeit ist die Zenerdiode parallel mit der LED machen. Diese Methode kann die Ausgangsspannung auf Durchbruchspannung und Macht in Anwesenheit zufrieden die Referenzspannung zu begrenzen. In der Überspannungs-Bedingungen wird die Ausgangsspannung in Anwesenheit erhöhen und begann Übertragung Aufschlüsselung Punkt zufrieden ist. Ausgangsstrom durch die Zenerdiode wird dann durch die Strommesswiderstand geerdet. Zenerdiode begrenzt die maximale Ausgangsleistung kontinuierlich unter konstanten Ausgangsstrom erzeugt werden. Besserer Ansatz ist, um die Ausgangsspannung Überspannungsschutz und Überspannungs-Cut-Off-Punkt-Monitor das Gerät auszuschalten. Wenn ein Fehler auftritt in der Überspannungs-Bedingungen, das Gerät auszuschalten, um den Stromverbrauch zu reduzieren und eine längere Batterielaufzeit sorgen.


Legen Sie trennen


LED Antriebsleistung in ein oft übersehenes Feature ist die Last ab. Trennen Sie den Stromausfall in der Funktion kann die Last nicht an das Power-LED werden. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die folgenden zwei Situationen, nämlich Macht und PWM-Dimming. In Abbildung 2 dargestellt, die Boost-Wandler bei Stromausfall wird die Last noch durch die Induktivität und Diode fangen und Eingangsspannung Verbindung. Da die Eingangsspannung ist noch mit der LED verbunden, auch wenn der Strom ausgefallen ist und bleibt ein kleiner Strom produzieren. Selbst ein kleiner Leckstrom wird sehr lange Liegezeiten in den großen Akkulaufzeit werden. Legen Sie trennen die PWM Dimmung ist ebenfalls wichtig. In PWM Sperrzeit, hat die Macht nicht, aber die Ausgangs-Kondensator und die LED ist immer noch verbunden. Möchten Sie nicht Lastabschaltungs Funktion, die Ausgangs-Kondensator entlädt durch die LED, schalten Sie das Gerät erst wieder die PWM Puls. Da der Kondensator zu Beginn jeder PWM-Zyklus Teil der Entlastung sind, muss die primäre Stromquelle zu Beginn eines jeden PWM-Zyklus mit dem Ausgang Kondensatorenladung werden. Daher wird jeder PWM-Zyklus zu erzeugen Einschaltstrom Puls. Einschaltstrom reduziert Effizienz des Systems und vorübergehend in das Eingabefeld erzeugt Busspannung. Wenn eine Last trennen Funktion, LED von der Schaltung getrennt werden, so dass der Stromausfall nicht Leckstrom und PWM Dimmung in der Schleife zwischen dem Ausgangs-Kondensator gefüllt. Die Umsetzung der Last von den besten in der LED-Schaltung und Stromfühlwiderstand zwischen einem MOSFET platziert. In der Strommesswiderstand zwischen dem MOSFET und den Boden gelegt wird ein zusätzlicher Druckabfall zu erzeugen, und sein Ausgang aktuellen Sollwert wird sich erscheint als ein Fehler.


Einfach zu bedienen


Benutzerfreundlichkeit ist ein relativer Begriff. Benutzerfreundlichkeit bei der Beurteilung der Art der Schaltung, muss nicht nur prüfen, die Komplexität des ursprünglichen Design, sondern muss auch berücksichtigen raschen Veränderungen in der Zukunft zu nehmen, und die Schaltung für andere Ein-oder Ausgang Anforderungen der verschiedenen Programm verwendet getan werden muss. Kurz gesagt, ist die Verzögerung Controller sehr einfach zu bedienen. Hysterese-Controller kann Beseitigung der traditionellen komplexen Stromversorgungs-Design in der gewünschten Frequenz Entschädigung. Obwohl die Häufigkeit Entschädigung für einen erfahrenen Stromversorgung Designer ist ein Stück Kuchen, aber es ist nicht so einfach für einen Anfänger. Als Ausgleich für die besten Voraussetzungen mit dem Input und Output variiert, können die traditionellen Netzteil-Design nicht schnell für unterschiedliche Betriebsbedingungen ändern erreicht werden. Die Verzögerung Eigenstabilität der Controller an den Eingang / Ausgang, ohne die Bedingungen zu ändern.


Klein


Klein ist ein wichtiges Merkmal von tragbaren Schaltung. Die Größe der Schaltelemente wird durch viele Faktoren beeinflusst. Ein Faktor ist die Schaltfrequenz. Hohe Schaltfrequenz erlaubt die Verwendung kleinerer passiver Komponenten. Moderne LED für portable Anwendungen der Lage sein sollten, um bis zu 1 MHz Schaltfrequenz. Da die Schaltfrequenz nicht wesentlich verringern Schaltung Größe und höhere Schaltverluste wird die Effizienz zu reduzieren und die Batterielebensdauer verkürzen, empfiehlt es sich, dass nicht mehr als Schaltfrequenz von 1 MHz. Zur Steuerung der verschiedenen Funktionen in einen kleinen Treiber-IC-Lösungen für die Realisierung eines der wichtiger Faktor. Wenn alle oben genannten Funktionen durch die Trennung der Komponenten erreicht werden, dann müssen sie den Platzbedarf auf der Leiterplatte wird über dem Raum, der von seiner eigenen Macht. So integrieren Sie sie in das Steuer-IC deutlich reduzieren kann die gesamte Größe des Laufwerks. Funktionale Integration der zweiten ebenso wichtigen Vorteil ist es, komplette Lösung zu senken. Wenn Teilschritt dann, LED-Laufwerk alle erwarteten Funktionen werden auf die individuellen Kosten führen für jeden zusätzlichen 0,60 ~ 0,70 $ zu erhöhen. Wenn in den Steuer-IC integriert, werden diese Fähigkeiten nur die Kosten des IC von 0,10 bis 0,15 Dollar.


Praktische Lösungen


TPS61042 LED Fahrer die Kontrolle über hervorragendes Beispiel moderner IC's. Abbildung 5 zeigt ein Blockschaltbild TPS61042. Blockschaltbild zeigt eine hoch integrierte Steuerung IC.Q1 ist ein geringer Widerstand integrierte Leistungs-FET. Diese Komponente hilft bei der geringen Widerstand und hohe Effizienz zu erreichen. 0,25 V Referenzspannung kann die Stromfühlwiderstand im Verlust. Bis zu 50kHz Frequenz von Fall PWM-Signal angelegt, um den CTRL-Anschluss können die IC-PWM-Dimming leicht implementiert werden. Q2 zu erreichen, die integrierte Schaltung Lastabschaltung. Wie integriert worden ist, Lastabschaltungs Schaltung mit PWM Dimmung Häufigkeit der perfekte Synchronisation. Überspannungsschutz hat auch in den IC integriert. Die meisten der erfahrenen Mitarbeiter der Netzteil-Design zu sehen ist ausgelassen und die damit verbundenen Fehler Verstärker Kompensationsschaltung. Diese Funktion wurde durch die Fehler Komparator ersetzt worden. Die IC-Steuerung mit Hilfe verzögert Rückkopplungstechnik Arbeit, so dass kein Ausgleich und die innere Stabilität. IC nicht in dem Blockschaltbild der physikalischen Größe angezeigt. Alle Kreise und Funktionen sind in 3mm'3mm integriert die großen QFN-Gehäuse. Abbildung 6 zeigt eine typische LED-Treiber-Anwendungen, die von vier LED, nach vorn Strom von 20mA, der Eingangsspannungsbereich von 1,8 V ~ 6,0 V angetrieben. Die gesamte Schaltung wird durch die IC, 2 kleine Keramik-Kappe, eine Induktivität gesteuert, einer Diode und einem aktuellen Sinn Widerstände. Dieses kompakte, hochintegrierte Schaltung zeigt die Verwendung der heutigen LED-Treiber kann ein hohes Maß an Integration zu erreichen. 6 durch das Steuer-IC und einem kleinen oberflächenmontierbaren passiven Komponenten kann das Stromnetz und Hilfsfunktionen, wie erreichen: Lastabschaltungs, Überspannungsschutz, PWM Dimmung.