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低电流LED应用的线性恒流稳压解决方案[1]

2009-12-11  来源:安森美半导体   有3809人阅读

  凭借着节能、长使用寿命及色彩组合丰富等优势,LED成为增速最快的半导体领域之一,近年来的年复合增长率(CAGR)高达20%,预计2012年全球LED市场总值更将达114亿美元,前景非常可观。

  凭借着节能、长使用寿命及色彩组合丰富等优势,LED 照明目前已成为增速最快的半导体领域之一,近年来的年复合增长率(CAGR)高达20%,预计2012 年全球LED 市场总值更将达114 亿美元,前景非常可观。其中增长最快、需求也最大的应用将是低电流LED 照明应用。
 
  目前市场上典型的LED 驱动器包括两类,即线性驱动器和开关驱动器;进一步细分,则有三种,分别是开关稳压器、线性稳压器和电阻型驱动器。这三种驱动器分别适合不同等级的电流应用,见图1。如电流大于500 mA 的大电流应用采用开关稳压器,因为线性驱动器限于自身结构原因,无法提供这样大的电流;而在电流低于200 mA 的低电流应用中,通常采用线性稳压器及电阻型驱动器;而在200 至500 mA 的中等电流应用中,既可以采用线性稳压器,也可以采用开关稳压器。

 

  开关稳压器的能效高,并提供极佳的亮度控制。线性稳压器结构比较简单,易于设计,提供稳流及过流保护,具有外部电流设定点,且没有电磁兼容性(EMC)问题。电阻型驱动器利用电阻这样的简单分立器件,限制LED 串电流,是一种经济的LED 驱动方案,同样易于设计,且没有EMC 问题。

  安森美半导体身为全球领先的高性能、高能效硅解决方案供应商,为不同的LED应用提供丰富的开关稳压器及线性稳压器选择。与此同时,市场上的客户也需要一种比开关稳压器和普通线性稳压器经济、但在性能上又比电阻型驱动高出许多的驱动方案。在这种情况下,安森美半导体运用正待批专利的自偏置晶体管(SBT)技术,结合自身超强的工艺控制能力,推出一种新的LED 驱动方案——分立线性恒流稳压器(CCR),填补了这个市场空隙,并进一步丰富了安森美半导体宽广的LED 驱动器产品阵容。

  低电流LED应用及驱动器比较

  新的线性恒流稳压器适合20 mA 至200 mA 的低电流LED 应用。如在汽车应用中,组合尾灯的电流要求通常只有数十毫安(mA)。此外,在广告牌文字电路、背光显示牌等商业及工业应用中,输入电压通常为高至30 Vdc,而LED 电流在20 mA至150 mA 之间。而在装饰照明、工作灯、景观照明、柜台照明等建筑物及通用照明应用中,输入电压通常为12 至48 Vac 或120/220 Vac,而LED 电流也仅在20 至100 mA 之间。此外,电冰箱和洗衣机等家用电器中也采用LED 为小型LCD显示屏背光或替代照明灯泡,这类应用同样需要低电流的LED 驱动器。

  在低电流LED 应用中,电阻型驱动器尽管成本较低且结构简单,但这种驱动器在低电压条件下,正向电流较低,会导致LED 亮度不足,且在负载突降等瞬态条件下,LED可能受损。而且,这种解决方案需要恰当的LED编码(binning),电阻库存大,且能效低。

  与电阻型驱动器相比,线性恒流稳压器提供稳定电流,在宽电压范围下提供恒定亮度,在高输入电压时保护LED,使其免于过驱动,在低输入电压时提供更高的亮度。而得益于其恒流特性,客户可以减少或消除源自不同供应商提供的不同LED的编码成本,使系统总成本更低。


 

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