LED照明回路中恢復(fù)二極管的選擇
摘要:文章介紹了一種LED恒流驅(qū)動(dòng)電路,由于恢復(fù)二極管的選用不當(dāng),造成了回路瞬時(shí)電流大,器件發(fā)熱,效率低下的問題,通過仔細(xì)分析電路,找到了原因并加以解決。
關(guān)鍵詞:LED;恒流驅(qū)動(dòng);恢復(fù)二極管;反向恢復(fù)時(shí)間
0 引言
在全球能源短缺的背景下,節(jié)能己成為全球熱議的話題。2011年我國耗電總量46928億kWh,其中照明用電占12%,約5631億度,可見在照明領(lǐng)域的節(jié)能有著重要的效益。照明節(jié)能的重點(diǎn)在于提高光源的光效和降低燈具本身損耗,LED作為新一代綠色照明光源,具有環(huán)保、節(jié)能、壽命長、體積小等特點(diǎn),必將是21世紀(jì)代表性的新型光源。
LED的亮度與通過它的正向電流成正比。從LED的伏安特性可知,當(dāng)采用恒壓供電時(shí),電源電壓的波動(dòng)會引起LED電流較大的變化;另外LED伏安特性有具有負(fù)溫度系數(shù)的特點(diǎn),工作過程中隨溫度的升高,亮度會減小。實(shí)際應(yīng)用時(shí),一般采用多只LED串聯(lián)方式,不同廠家或同一廠家的LED離散性較大,為了保證串聯(lián)LED有相同的亮度,延長LED壽命,恒流驅(qū)動(dòng)是理想的選擇。
文章針對實(shí)際應(yīng)用中的一種3W白色LED恒流驅(qū)動(dòng)電路,由于續(xù)流回路恢復(fù)二極管的選用問題,造成器件發(fā)熱,無法滿足設(shè)計(jì)要求,通過器件工作原理的仔細(xì)分析,找到了問題并得到了解決。
1 問題引出
LED恒流驅(qū)動(dòng)電路一般由PWM芯片、MOSFET管、電感及續(xù)流恢復(fù)二極管構(gòu)成。圖1為一種實(shí)際應(yīng)用中的電路原理圖,恒流驅(qū)動(dòng)由PWM芯片U1(HV9910B)、MOSFET管Q1、3W白色LED D3、恢復(fù)二極管D2、電感L3、工作頻率選擇電阻R1、電流采樣電阻R2、R3、R4及濾波電容C6~C9組成。
設(shè)計(jì)要求恒流電流為630mA,D2設(shè)計(jì)初期選用了快速恢復(fù)二極管FR207,通電工作時(shí),發(fā)現(xiàn)LED回路電流約200mA,LED亮但亮度不夠,此時(shí)D2、R2、R3、R4、Q1管發(fā)熱嚴(yán)重。
2 工作原理
2.1 HV9910B特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域
HV9910B是Supertex公司在2007年推出的一種高效的PWM控制的LED驅(qū)動(dòng)器,其供電電壓范圍為DC8V~DC450V,開關(guān)頻率高達(dá)300kHz,可以外接電阻設(shè)置。LED由恒流驅(qū)動(dòng),輸出電流由數(shù)mA至1A。特點(diǎn)如下:
●輸入電壓范圍為DC8V~DC450V;
●輸出電流由幾mA到1A以上,既能驅(qū)動(dòng)小功率LED,也能驅(qū)動(dòng)大功率LED;
●可以方便地組成降壓式、升/降壓式架構(gòu),以滿足不同供電電壓的需求;
●它可以驅(qū)動(dòng)1個(gè)LED到上百個(gè)LED;
●轉(zhuǎn)換效率高,可達(dá)90%;
●組成的驅(qū)動(dòng)器電路簡單,外圍元器件少,不僅占PCB板面積小,并且生產(chǎn)成本低;
●內(nèi)部有能輸入DC450V高壓、輸出7.5V的線性穩(wěn)壓器,無須外接降壓電阻,使電路更簡單,并可輸出作模擬調(diào)光電路的電流;
●有兩種工作模式:恒定頻率模式及恒定關(guān)斷時(shí)間模式;
●有兩種調(diào)光方式:模擬調(diào)光方式和PWM調(diào)光方式;
●輸出驅(qū)動(dòng)電流大小用一個(gè)外設(shè)電阻RCS設(shè)定。
8引腳的HV9910B的管腳定義和功能如表1所示。
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