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利用电感型转换器提高LED照明效率LED在手机的LCD背光中的广泛应用已经有若干年了。如今其应用正扩展到大面积的LCD应用，包括 袖珍PC、汽车导航GPS、数字相框、可携式DVD乃至笔记型计算机。LED也正开始取代家用的、汽车 和其它通用光源的传统白炽灯和卤素光源。这一趋势背后的驱动力是技术的快速进步，包括LED更亮，效 率更高，价格更具竞争能力。实际上使用LED的理由很简单，就是它们具有高可靠性和更长的寿命，在不 需要更换的地方为终端用户提供免维护的产品。为了在LCD应用中提供均匀的背光，几个白色LED通常沿着LCD的一个边安装。LED的数量正比 于LCD的尺寸。对于中等尺寸（7-10英口寸），通常共使用20-40个LED。这些LED通常被连接成平行的 3个或更多的LED串。为了减少连接点，许多LCD只提供一个2端接口。这里，所有的LED串必须在内 部平行连接，然后连接到一个单电源上。驱动类型为了在中等LCD尺寸的应用中获得所期望的亮度，要求驱动器在所有的工作条件下能够为LED提供 一个可调整的电流。通常，采用两种LED驱动技术：即容性电荷泵和基于电感的交换式稳压器。本文将集 中讨论能够为LED提供1-6W功率的电感式转换器LED驱动电路。电荷泵型LED驱动如今在手机和其它小尺寸的LCD背光应用中普遍使用，原因在于它们的高亮度、 低成本和实现容易。电荷泵所需要的外部零组件只有3只或4只电容，且没有电感。不过，其输出功率有 限。虽然一些大功率快闪型LED电荷泵能够提供高达2W的功率，其输出电压最大只能到6V，因此无法 驱动2只以上串联的LED。电荷泵中的通道数量（通常为6个）决定了 LED的数量。由于更多的通道意味 着需要更多的接脚和更大的封装，因此电荷泵限制了在中等尺寸面板中的应用。LED正向电压（VF），LED电流以及电源电压范围的不同组合，决定了所需的电感型转换LED驱动器 的类型，LED VF随着电流、温度和LED型号的不同而变化。出现在最低温度时的最大VF是选择LED驱 动电路结构的关键参数，通常是在线性结构、降压或升压结构中进行选择。本文中假定最大VF为3.8V。当选择LED驱动IC时，关键参数包括开关电流极限、最大输出电压，以及需要保护开路LED条件所 需的过压保护阈值等。像电感和电容这类外部零组件也需要仔细选择。应用实例以8英口寸的LCD模块为例，包括总共9串（每串3只）白色LED组成的背光（图1）。LED串的总电压 （LED的VF为3.3V）通常为10V（3x3.3V）。每只LED的电流为20mA，则总驱动电流为180mA（9x20）， LED总功耗为1.8W。用一个AC电源配接器提供一个5V电源。一个基于电感的LED驱动器非常适用于 该应用。OFF ON图1： 8英口寸LCD模块背光电路。3ig一 ,1一 c 5 LI 首先计算处理2W的负载需要多大的开关电流。假定效率为80%，输入电流等于VoutxIout/Vinx 效率=10x0.18/5x0.8=450mA°CAT4139电感型升压LED驱动器具有750mA（最小值）的驱动能力， 故很适合于该应用。电感的电流额定值应该能够处理LED驱动峰值开关电流且不进入饱和。一旦出现饱和，就会出现电流 突波，因为此时电感的功能便成了一只电阻，电路不再按照预期工作。合适的电感额定电流应该大于等于 80mA。工作期间LED的最大输出电压应该低于额定最大输出电压。由于3只LED串联，在冷温下，总正向 电压可能高达11.4V(3x3.8V)。24V的开路LED检测阈值远高于其极限值。如果LED断开，输出电压 将会上升并保持在30V，此时组件处于低功率模式，从电源吸纳的电流仅有几毫安°30V额定输出电压的 电容是合适的。现在考虑由12V电源供电的一只6W LED灯。可以用6只高亮度白色LED串联连接来实现，用一个 300mA的固定电流来驱动，典型的正向电压为3.3V。LED串的电压通常为20V，在冷温将会增加到23V(6x3.8V)。该电压对于CAT4139这类组件过高。 需要利用向CAT4240这类具有更高电压的升压型LED驱动器来驱动负载。CAT4240升压LED驱动器 的过压检测阈值为40V，适用于串联灯数高达10只的LED串。选用降压型开关电源当电源电压高于总LED正向电压时，可以选用一个线性电流源或者开关降压稳压器来为LED提供恒 流。不过线性电流源有一个缺陷，即耗散在稳压器中的功耗正比于电源到负载的电压差。开关电源的效率 较高，能够避免任何较大的热量耗散在IC上，且工作温度接近或者略为高于环境温度。图2说明了如何利用CAT4201从一个24V电源来驱动5只1W的LED。LED电流由外部电阻R1 来设定。CAT4201降压LED驱动器利用两阶段开关作业来提供精确的平均电流。在第一阶段，位于内部 的CAT4201 FET开关将SW端连接到地，使电流上升并对电感充电。110R W1.孙 I沛窟1kQ图2：使用CAT4201驱动5个1W的LED。电感两端的电压基本上等于24V减去LED的压降。一旦电流达到预定的峰值，内部开关就切断，而 电流则继续流过萧特基二极管，直到电感放电为止。当电感的电流降到0时，将重复上述过程，因而电感电流的波形为三角形。本例中，开关频率约为 260kHz。LED两端的电容C2将LED的电流突波减到最小。采用大电容会将突波减到更小。本例中的总 转换器效率（LED功率除以来自VBAT的功率）可达94%。在调节过程中LED电流保持完好，只要VBAT高于总VF+3V。低于该电平时，LED电流将线性降低。 针对特定应用，必须选配合适的交换式稳压器和外部零组件。交换式稳压器的高效率使得在电源管理电路 中的热耗散不再是一个问题，而用户得到的好处则是节省了能源。线性电流稳压器IC能够提供固有的低噪声性能（没有开关），但由于封装温度的限制，只适用于小电流 应用。当用来驱动中规模尺寸的面板和通用照明应用时，电感型转换器LED驱动器是可选的解决方案，可 以实现良好控制的LED和最佳的总发光效率。选择合适的电感型转换器有助提升效率，而实际上是升压或 是降压，则取决于应用的电源和LED的配置结构。碳战雇佣军以您尊贵的品牌与名义精准锁定节能率，狙击碳战收益城市照明减碳项目一站式成果外包 www.xundenR.com 支援呼叫：13823741008碳战雇佣军以您尊贵的品牌与名义精准锁定节能率，狙击碳战收益您-直想大展拳脚，但F宜被裹足不前或许 您公司有一个节能项目正在获取中，但缺 乏一份系统、科学而且精美的方案，无法向甲方 展现悠与众不同的卓越专业能力机会是存在的，但您需要锁定机会 收益是存在的，但您需要锁定收益或许 您有一个节能合同正在签署中，但对项目 的能耗基准、技术机会、投资成本、投资收率, 无法精确核算飞一-或许您有一个合同应源管理项目正在实施，但 节能率总是无法精确保障，'能耗泄漏的意夕卜总是 层出不穷碳战雇佣军 为您提供全国领先的盈利机制减排模式零碳合同管理节能起点低碳 合同管理合同 能源管理项目机制: 成果：项目机制：低碳机制排放权交易机制 成果：减排量及排放量获得DOE核证;获得发改委认可的零碳项目证书。项目机制：排放权核证机制及项目方法学成果：减排指标获得DOE机构核证； 获得发改委认可的低碳指标签发；排放权可交易、可冲抵。合同能源管理节能和L制节能量第三方核准，项目环交所挂牌成果机制