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多串LED照明系统与四大线性稳压器问题

作者:Joe DeNicholas  德州仪器

在动态调节高功率线性稳压器发明之前,LED 电子产品设计人员配置多个 LED 串主要有两种选项:

  • 采用开关稳压器分别调节每个串;或者
  • 使用串并联配置碰运气。

使用开关稳压器调节每个 LED 串(通常在降压配置中)可针对电源波动、LED 堆栈电压波动以及故障保护提供最高级别的灵活性。但是,为每串提供开关稳压器可能成本很高,而且在 LED 串之间正向电压匹配相对较好时也没有必要。另外,以串并联配置安放 LED 串,还需要各串正向电压与动态阻抗的更好匹配,否则就会导致严重的串电流不匹配问题以及更低的可靠性。此外,这种需要还会增加 LED 成本,因为需要对 LED 实施正向电压分级处理。

作为德州仪器 (TI) 的员工,我们总在不断寻找各种方法,以便在降低成本的同时保持或提高 LED 照明系统的性能。我们的高功率线性稳压器器件系列(即 LM3463LM3464 以及 LM3466)提供低成本的高效率方式确保各串之间的电流匹配,可解决设计多串 LED 应用的各种挑战。

另一种方法是使用线性稳压器既提供压重功能强制各串实现电流匹配,又提供更好的故障保护。如果输入电源是 AC/DC 或 DC/DC,并提供恒定电压,那么 LM3463LM3464 LED 驱动器将是最佳选择。但是,如果输入电源提供恒定电流,LM3466 则是最佳选择。典型应用原理图如下所示:

 

在本应用中,LM3466 集成电路可互相通信,确保恒定电流电源所强加的输入电流能够在各串之间进行平均分配。线性稳压器会吸收 LED 堆栈正向电压的任何差异。

问题 1 — 不过,线性稳压器不是效率低下吗?

最佳答案是“有时是,但不常是。”线性电流调节器只在输入输出电压不匹配时效率低下,但如果两个电压很接近,它们实际就会非常高效。该系列包括 LM3466 在内中的所有产品都可正常工作,确保极高的效率。事实上,单个线性级的转换效率高于大多数基于开关稳压器的转换!

问题 2 — 故障保护如何?

尽管 LED 可靠性正在提高,但我们仍需要关注故障保护,确保在故障事件中系统的运行良好。我们所有基于线性稳压器的解决方案都包含开路及短路 LED 保护方案,可确保可靠安全的工作。每款器件的产品说明书都提供相关故障处理功能的完整信息。

问题 3 — 如果希望在不同串中提供不同电流怎么办?

只要各串的正向电压充分接近,以至于其不会通过过度功耗对线性稳压器产生应力,就可以。对于基于 LM3466 的系统,每款电路都使用编程电阻器来确定各串之间的比值。因此,电流不必像上面讨论的实例中那样全都相等。如果 LED 串的正向电压差别过大,就要使用开关稳压器。

问题 4 — 我有多个两种不同类型 LED 的串,其需要不同的电流,这是否意味着我不能使用 LM3466

可以用,但有一些局限性。例如下图所示的电路支持一个 500mA 电流的高亮度白光 LED 串和五个每个需要 100mA 的红光 LED 串。

 

在这种情况下,如果恒定电流电源提供 1A 电流,那么五个彩色串的每串电流就必须等于 100mA,五个串的电流总和就必须等于 500mA,与高功率白光串相等。

LM3466 提供一种高效率、低噪声、低成本的便捷方法驱动各种多串 LED 配置。试试该器件,并告诉我它的性能有多好。你可以点击这里查看 TI 完整的 LED 照明产品组合。

 

原文请参见:

博主
lzou@golinharris.com
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