LED节能灯驱动电路图

接线图 2023年02月15日 18:12 338 admin

根据驱动电路的输出特性，白光LED闪光灯的驱动电路可分为恒压型和恒流型；按电路工作原理，可以分为电感升压电路和电荷泵电路。白光LED是电流驱动型器件，其亮度与电流成比例关系。在恒压型驱动电路中，往往有一个电阻与白光LED串联，用来设置产生预期白光LED正向电流所需的电压。这种方式有一个缺点，即白光LED正向电压的任何变化都会导致白光LED电流的变化，从而无法保证流过白光LED的电流等于预设置值，也就无法确保白光LED的亮度恒定。　
　而在恒流型驱动电路中，是通过检测串联在白光LED回路电阻的电压来保证流过白光LED的电流恒定的。这种方式可以消除由正向电压变化而产生的电流变化，因此白光LED可产生相对恒定的亮度。　
　由于移动电话的锂离子电池的工作电压范围一般为3.*.2V，而白光LED的正向电压一般为3～4V，且白光LED闪光灯一般为多个白光LED串、并联在一起，以提供闪光功能所需的光通量，所以在低电压输入、高电压输出的时候，必须采用升压电路将电压升高以驱动白光LED。驱动白光LED闪光灯时一般采用两种方式升压，一种是采用以电感为储能元件的升压式变换器，另一种是采用以电容为储能元件的电荷泵。采用以电感为储能元件的升压变换器的优点是效率相对较高。
　　现在的白光LED闪光灯驱动控制器都集成了控制电路和升压开关管，但是电感和用于续流的肖特基二极管还是外接的，这增加了电路的复杂性、成本和PCB面积。此外，由于闪光灯驱功电路、LED闪光灯显示屏、移动电话的天线一般位于移动电话上端，与移动电话的射频电路靠得很近，所以有效防止驱动电路电感的EMI干扰也是很重要的问题。图1是采用电感升压变换器驱动标准白光LED的典型应用电路。　　电荷泵采用电容作储能元件，且不需要外接电感，因此不存在电磁干扰的问题。此外，整个解决方案所占PCB的面积也较小，但相对来说效率较低。由于闪光灯工作时间非常短，持续时间一般为100～300ms，所以其效率对电池使用时间的影响不是太大。图2是采用电荷泵驱动标准白光LED的应用电路。
图1 采用电感升压变换器驱动标准白光LED的
LED节能灯驱动电路图第1张

图2 采用电荷泵驱动标准白光LED的应用电路

LED节能灯驱动电路图第2张

在白光LED驱动电路的设计中，有两个参数会影响设计方案的选择，一个是白光LED正向电压，另一个是电源的工作电压。电感式升压变换器通常用于驱动串联的白光LED，它能够产生充是的输出电压，以提供可被编程的驱动白光LED电流。采用这种驱动方法时，因为无论正向电压高低，所有的白光LED都能获得相同的电流，又因为白光LED的亮度与流经白光LED的正向电流成正比，所以白光LED阵列的亮度非常均衡、和谐。　
　电荷泵可以产生值为输入电压整数倍的输出电压。若要提高其扩大倍数，需增加泵电容和开关电路，因此电荷泵的实际输出电压被限制为了2倍的输入电压。虽然有些电荷泵能够提供分数倍输出电压（1.5倍），但是需要2个泵电容。
　　因为2倍压是最方便的升压倍数，考虑到白光LED典型的正向电压，则电荷泵方法主要用于驱动并联的白光LED。因为每个并联支路的白光LED必须独立控制，这必然会导致白光LED阵列之间出现轻微的亮度失谐，这种亮度失谐现象在电荷泵驱动方法中是不可避免的。　
　与整数倍压电荷泵驱动方法相比，电感升压变换器的效率更高。改用分数倍压电荷泵虽然可以提高性能，但是其远不如电感升压变换器设计方案。因为在电感升压变换器设计中，白光LED是串联的，所以升压控制器与白光LED之间只需两条PCB走线。这在设计上是一个很重要的优势，例如，如果白光LED的数量发生了变化，或者单独安装在一个相机闪光模块上，则电感升压变换器的设计很容易适应这种变化，而采用电荷泵方案的PCB必须完全重新设计。
　　虽然电感升压变换器设计的引脚数量少，且允许使用比电荷泵设计更小的封装，但是电感升压变换器需要电感器，这会导致占PCB的总体面积变大、变厚。另外，与电荷泵设计中的泵电容对比，其外接电感器成本昂贵。另外，电感升压变换器的噪声通常比电荷泵高，因此为了限制或避免不同组件之间的干扰，需要更精确的设计。

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