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1、3）价格高除了功率低，价格是LED难以成为照明的主要因素，虽然LED目前已被大多数人认识，也被多数人看好，但其高昂的价格难以被消费者接受，目前单体黄色LED大约O6元个，绿色与蓝色单体LED在18元个左右，白色LED的价格达到了2.25.5元个左右；如果将几十个单体LED组合，其成本将大大增加,如把一个LED安装在草坪灯里，其单价就相当于一般草坪灯的几倍，LED要成为未来照明的主流光源，就一定要朝着大流明方向发展，成本才有可能降低，市场才有可能突破。 2 超高亮LED的特性HPWA-xH00是Lumileds Lighting公司的一种超高亮LED，本文以它为例分析超高亮LED的特性。图1为正

2、向压降（VF）和正向电流的（IF）关系曲线，由曲线可知，当正向电压超过某个阈值（约2V），即通常所说的导通电压之后，可近似认为，IF与VF成正比。表1是当前主要超高亮LED的电气特性。由表1可知，当前超高亮LED的最高IF可达1A，而VF通常为34V。由于LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，光通量（V）与IF的关系曲线如图2所示，因此，采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。此外，由表1可知LED的正向压降变化范围比较大（最大可达1V以上），而由图1中的VF-IF曲线可知，VF的微小变化会引起较大的，IF变化，从而引起亮度的较大变化。所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性

3、，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此，超高亮LED通常采用恒流源驱动。图3是HPWA-xH00 LED的温度与光通量（V）关系曲线，由图3可知光通量与温度成反比，85时的光通量是25时的一半，而一40时光输出是25时的18倍。温度的变化对LFD的波长也有一定的影响，因此，良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。3 、超高亮LED的驱动电路由于受到LED功率水平的限制，通常需同时驱动多个LED以满足亮度需求，因此，需要专门的驱动电路来点亮LED。下面简要介绍LED驱动的主要电路。31 阻限流电路如图4所示，电阻限流驱动电路是最简单的驱动电路，限流电阻按式（1）计算。式中：Vin为电路的输入电

4、压：VF为IED的正向电流；VF为LED在正向电流为，IF时的压降；VD为防反二极管的压降（可选）；y为每串LED的数目；x为并联LED的串数。由图1可得LED的线性化数学模型为 Vo为单个LED的开通压降；Rs为单个LED的线性化等效串联电阻。则式（1）限流电阻的计算可写为 当电阻选定后，电阻限流电路的IF与VF的关系为 由式（4）可知电阻限流电路简单，但是，在输入电压波动时，通过LED的电流也会跟随变化，因此调节性能差。另外，由于电阻R的接人损失的功率为xRIF，因此效率低。32线性调节器线性调节器的核心是利用工作于线性区的功率三极管或MOSFFET作为一动态可调电阻来控制负载。线性调节器

5、有并联型和串联型两种。图5（a）所示为并联型线性调节器又称为分流调节器（图中仅画出了一个LED，实际上负载可以是多个LED串联，下同），它与LED并联，当输入电压增大或者LED）减少时，通过分流调节器的电流将会增大，这将会增大限流电阻上的压降，以使通过LED的电流保持恒定。由于分流调节器需要串联一个电阻，所以效率不高，并且在输入电压变化范围比较宽的情况下很难做到恒定的调节。图5（b）所示为串联型调节器，当输入电压增大时，调节动态电阻增大，以保持LED上的电压（电流）恒定。由于功率三极管或MOSFET管都有一个饱和导通电压，因此，输入的最小电压必须大于该饱和电压与负载电压之和，电路才能正确地工作

6、。33开关调节器上述驱动技术不但受输入电压范围的限制，而且效率低。在用于低功率的普通LED驱动时，由于电流只有几个mA，因此损耗不明显，当用作电流有几百mA甚至更高的高亮LED的驱动时，功率电路的损耗就成了比较严重的问题。开关电源是目前能量变换中效率最高的，可以达到90以上。Buek、Boost和Buck-Boost等功率变换器都可以用于LED的驱动，只是为了满足LED的恒流驱动，采用检测输出电流而不是检测输出电压进行反馈控制。图6（a）为采用Buck变换器的LED驱动电路，与传统的Buek变换器不同，开关管S移到电感L的后面，使得S源极接地，从而方便了S的驱动，LED与L串联，而续流二极管D

7、与该串联电路反并联，该驱动电路不但简单而且不需要输出滤波电容，降低了成本。但是，Buck变换器是降压变换器，不适用于输入电压低或者多个LED串联的场合。图6（b）为采用Boost变换器的LED驱动电路，通过电感储能将输出电压泵至比输入电压更高的期望值，实现在低输入电压下对LED的驱动。图6（c）为采用BuckBoost变换器的LED驱动电路。与Buek电路相似，该电路S的源极可以直接接地，从而方便了S的驱动。Boost和 Buck-Boosl变换器虽然比Buck变换器多一个电容，但是，它们都可以提升输出电压的绝对值，因此，在输入电压低，并且需要驱动多个LED时应用较多。4、 超高亮LED的驱动

8、控制芯片介绍根据高亮LED大功率恒流驱动的特点，很多公司都推出了高亮LED的专用驱动控制芯片，例如：Melexis、lnfinton（英飞凌）、Lienear Technology（凌特）、Supenex Inc、Analog。Devices（ADI）等。41 MLxl0801芯片介绍MLXl0801是Melexi8公刊的一款针对汽车应用的LED驱动芯片，该芯片还可以用于继电器等线圈的驱动，以及用作电子熔断器。MLx10801芯片的原理框图如图7所示，它集成了功率MOSFET，最大驱动电流为350mA。用作LED驱动时，它具有如下特点：外邵应用电路简单；内部外部温度检测保护；高效率的开关电源驱

9、动；可以通过PWM输入控制亮度；LED的参数可以调节并可以存储到片内NV存储器中。MLX10801虽然仅有8个管脚，但功能强大，表2为MLXl0801的管脚功能介绍。图8为MlJXl0801的典型应用电路，LED、L、D2、Rsense和MLXl0801内集成的MOSFET组成一个典型的Buck型LED驱动电路。图8中的LED可以根据亮度需要采用多个LEI）串联。MLXl0801通过检测Rsense上的电压来检测通过LED的峰值电流，将该电流值与设定的基准值比较，通过控制脚DRV0UT的脉宽，来控制LED电流的大小。CONTR可以用作外部的开关控制，或者输入PWM信号来控制LED闪烁。当不需要

10、控制时，可以将该管脚通过电阻R与脚VS相连。DSENSE用于连接外部的热敏电阻检测LED温度，保护IED。虽然MLXl0801芯片内部具有内置热敏电阻，但是，为了保证芯片与LED相距较远时仍能够正确检测到温度，MIX10801仍然设置了脚DSENSE来实现远距离温度的检测。脚CALIB用来与控制器通讯，用于接受控制器设定LED的电流、允许最高温度、采用内部温度检测还是外部温度检测、是否防抖、软启动时间等参数。4.2 大功率LED驱动芯片的比较表3所列为当前主要大功率IED驱动控制芯片性能比较，在应用大功率IED驱动控制芯片时，可以依据不同的应用场合进行选择：1）当需要较高功率时可选择功率器件没

11、有集成在芯片内的控制器，这样就可以按照实际的功率需求单独选择功率器件；2）当需要较高的变换效率时，如便携式设备等，可选择开关电源类的驱动电路；3）当应用于可靠性高的设备中，可选择具有温度保护、故障报警等控制功能全面的芯片。5 结语随着技术的进步，超高亮LED的功率会进一步提高，成本也会降低，高效节能的超高亮LED必将广泛应用于照明领域。而低成本，高可靠性的驱动电路，是保证LED具有持久亮度的关键。图3 升压型开关稳流电路 所有开关电源都会产生噪声，电压型稳压器可以提高工作频率，在输出端用大电容来滤波，LED电源是稳流型的，降低噪声就得采取如下措施：降低工作频率。开关晶体管应用放置在电路板的中心

12、区域。快速恢复二极管。LED区不要形成电流环路。缩短电缆和印制电路板上走线。除了上述措施，新的方案也有助降低驱动电源的噪声。Melexis公司的MLX10801和MLX10803 LED驱动器采用伪随机开关频率发生器来降低电气噪声。图4是低噪声应用的电路实例，它符合CISPR25的5级标准，这里CISPR是国际无线电干扰特别委员法文的缩写。工作电感L1应根据开关频率和LED电流来确定。为了方便用户设计，公司还提供了一个软件和Excel表格，用来选取ROSC、RSET和RSENSE。对图4电路，开关频率应低于150KHz，若LED电流在0.5-1A之间，L1与L2为100?H。噪声是宽带的，因而滤波电容采用大、小相结合的方案。二极管D1是高频噪声的主要来源，应仔细选择，在电源电压低于100V时，可使用肖特基二级管。GaAs与GaAs PLED的光输出强度与结温密切相关，例如LED在25输出100%的话，在80时只有80%。驱动器设置了温度斜度补偿电路，实际上一个PTC或NTC电阻便可解决问题，利用PTC的温度系数来平衡LED的光输出。为了保护LED，在温度高于80，可以在器件的输入端增加一个NTC电阻。图4 MLX10803应用实例