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1、,1,上海龙茂微电子公司,www.long-,LED 恒流驱动的类型 特性和应用 上海龙茂微电子有限公司 茅于海 2009/4,2,LED为什么需要恒流驱动（1）,3.3V时为20mA的LED，用三节干电池供电，新电池电压可达4.5V，电流超过100mA，大了5倍，很容易烧毁,LED是一个非线性器件,正向电压的微小变化会引起 正向电流的很大变化！,3,LED为什么要恒流驱动(2),1W大功率LED，如果正向电压变化10%（从3.4V降低到3.1V）,会引起正向电流从350mA降低到100mA,变化3.5倍,4,LED的光输出正比于正向电流,如果正向电流从350mA降低到100mA,其光输出就会
2、减少70%之多,5,LED为什么要恒流驱动(3),2. LED是一个半导体二极管,它的伏安特性随温度而变化(-2mV/oC),假如用恒压电源供电: 温度增加至85度,正向电流从20mA增加至35-37mA,而亮度不增加 温度降低至-40度时,正向电流从20mA 降低至8-10mA,亮度降低 所以不能用恒压源供电,而必须用恒流源供电。,6,LED需要用驱动器来调光,不能用改变LED电流的方法来调亮 模拟式调亮会改变其发光的光谱,改变色温 只有采用PWM调亮，才不至于改变其光谱 如果需要采用PWM调节亮度也需要用驱动器才能实现,7,第一种 恒流驱动 直流入-直流出 （DC/DC）,8,应用场合,太
3、阳能LED灯具 12V,24V 汽车LED车灯 12V,24V,48V 电动自行车LED车灯 12V,24V,36V 一组公用AC/DC恒压开关电源供给几组恒流源,9,按照输入输出电压关系分类,升压型恒流驱动 - 电容式（电荷泵）升压型 -电感式升压型 降压型恒流驱动 -电感式降压型 升降压型恒流驱动 -电荷泵升降压型 -电感式升降压型 1. 单电感式 2. 双电感式,10,如何选择升压还是降压型恒流源,一般来说,完全由实际情况决定 由太阳能电池板供电,通常其输出电压较低,（12V或24V），需要采用升压型的恒流源 如果由交流市电供电,建议采用比较高的输出电压(36V以上)以提高效率,故采用降
4、压型恒流源 原则上来说降压型恒流源的效率要比升压型的为高. 不论升压型还是降压型其效率主要取决于升压和/或降压的比值,比值越高,效率越低. 所以要尽可能使得输入电压接近于输出电压,11,怎样实现恒流驱动,用小阻值的采样电阻对 LED的电流进行采样， 再通过反馈形成闭路调节,12,反馈电压越低越好,反馈电压越低效率越高，可以减小采样电路的损耗 以0.25V为例，采样电阻的阻值和电流的乘积应当等于0.25V,通常采用0.1V的采样电压 采用不同的采样电阻阻值就可以恒定不同的电流值 采样电阻必须采用低温度系数的高精度电阻,13,电荷泵式恒流源,可驱动4个共阳极LED x1和x1.5倍升压，自动转换
5、低EMI，用于手机,14,线性降压型恒流源,LDO型，可驱动4个LED 特低EMI，外电路简单，价廉，用于手机,15,小功率升压型恒流源SLM2803,低压升压型，可驱动1W和3W的LED 效率高，用于LED手电筒,16,电感升压型SLM2841(输出4瓦),最大输出200mA,可以驱动10串并联，每串6个，一共60个20mA的LED 可用于太阳能草坪灯的恒流驱动,17,中功率电感升压型驱动器SLM2846,能够驱动6串，每串12个，总共72个LED 输出功率 5W 用于太阳能草坪灯恒流驱动,18,SLM2861降压型大功率LED驱动器,输出电流高达1.5A,可驱动6串4并，一共24个1WLE
6、D（总共24W） 特小SOT23-5封装和SOT-89封装 效率高达95%以上,19,大功率升压型SLM2842S,输入电压:6V-29V 输出功率:30W(10x3W) 可用于太阳能路灯,20,SLM2842S模组的几种输出架构,表中红字为带散热器时的表面温度(在25度室温时测试的结果),21,升压型恒流源SLM2842S的恒流特性,输入电压从7.5V-28V范围内变化时输出电流不变,22,SLM2842S 模块的散热,QFN的散热性能要比TSSOP的散热性能要好 加散热器的散热性能要比没有散热器的散热性能要好,23,大功率降压型SLM2842J的实际电路,输入电压:36V 输出功率:可达6
7、0W (2x10x3W) 最高效率:可达98%,24,降压型恒流板SLM2842J的恒流特性,当输入电压从36V降低到6V时,输出电流不变,25,降压型恒流板SLM2842J的效率高达98%,当输入和输出电压的压差减小,效率增高,最高可达98%,26,降压模式的特点,在降压比较小，工作频率较低时,可以得到接近98%的效率 SLM2842J可以用来驱动60W的LED，例如两串并联，每串10个3W。 当降压比为1.16，工作频率为150KHz时，效率可达98%，芯片表面温度在不加散热器时可低于52度。,27,LED路灯市场,100W LED路灯的发光效率相当于250W的高压钠灯的发光效率，省电2.
8、5倍 中国现有路灯超过一亿支 假如其中6000万支改用太阳能路灯，可以节省一个三峡水电站的发电量 中国在2008年将新增2000万支路灯 假如全部采用太阳能LED路灯，三年下来还可以再节省一个三峡水电站,28,智能型可调光太阳能LED路灯的构成,SLM 2842Sd,太阳能 电池板,PWM可调光 控制器,蓄电池,LED 灯具,PWM调光恒流模组,上海龙茂微电子公司提供可程序调光的控制器和可调光恒流模块,29,智能型PWM可调光节能效益,100%,时间,半夜,后半夜1/4功率(省31.25%),功率输出,半夜半功率(省25%),全程满功率,全智能PWM调光(省40%以上),后半夜,可减小太阳能电
9、池板面积达40%以上,30,第二种 AC/DC恒流源,交流输入 直流输出,31,交流电的主要优缺点,在大多数情况下交流电随处可得，路灯例外 交流电源都必须整流以供直流的LED使用 整流器的效率低，开关电源通常只有85%的效率 功率因素也是一个问题，开关电源只有60-70%左右 交流整流器中都离不开电解电容 一般电解电容寿命在105度时只有一千小时 LED灯具中的温度有可能高达85度，按每降10度提高一倍，也只有4000小时 而LED的寿命高达510万小时 电解电容将成为交流供电的LED路灯寿命的主要限制者 必须采用寿命高达5000小时（105度）的长寿命电解电容，这样在85度时寿命可达20,0
10、00小时,32,开关电源+直流恒流源,稳压型开关电源技术成熟,价格低廉 可以采用一个大功率多路输出稳压源驱动几个直流恒流源 开关电源的一个缺点是效率比较低(85%左右) 还有一个功率因素的问题(65W,大约在0.5-0.7) 直流恒流源放在LED灯头内,与LED组合成模块 交流开关电源可以和灯光控制器放在一起(放在灯杆下面或上面),33,240W市电LED驱动方案,34,MR16型SLM2861降压模组,直流输入电压： 12V（可以点亮3个1W的LED，或2个3W的LED） 24V (可以点亮5个3W的LED，或6个1W的LED） 交流输入电压： 12V高频交流输入，可以点亮3-4颗1W的LE
11、D, 24V高频交流输入,可以驱动5个3W的LED,或6个1W的LED,35,SLM3316型3x3W射灯,特大功率（3x3W）MR16型LED射灯 详细指标： 1. 管座形式：MR16双针型。 2. 输入电压：12VAC,12VDC,24VAC,24VDC,或介于二者之间 3. LED: 3个3瓦 4. 效率：90%（24V），70%（12V） 5. 外形尺寸:直径:62mm,高度:75.70mm,针距5.3mm,8mm长,36,市电交流恒流源的分类,非隔离型(在特定情况下符合安规要求) 输入交流线和输出直流线有公共线 输入交流直接整流成高压直流,再用高压IC进行恒流控制.(需要昂贵的高压I
12、C) 隔离型(符合安规要求) 输入交流线和输出直流线没有公共线 (通常要采用交流变压器隔离) 1.采用工频交流变压器隔离(体积大,重量重) 2.采用高频变压器隔离(需要先把工频整流成直流,再用直流变换为高频交流,再用交流整流成所需的直流),37,非隔离型降压式,直流输入电压:250V 直流输出电流:350mA 效率：90%,38,采用PAM99700的日光灯恒流模块,1. 非隔离型 输入电压：80265VAC，47-63Hz 2. 输出恒流：0.35A-1A 3. 输出功率：50W 4. 效率：90% 5. 功率因素：0.93 6. 尺寸：25x230x10mmm,39,隔离型反激式+DC恒流模块,1. 输入交流：90265VAC，47Hz-63Hz 2. 输出直流恒流：恒定为1A 3. 恒流精度：25uA/V 4. 负载能力：10串3并1瓦LED，共30W 5. 最高效率：85 6. 尺寸：120x75x35mm 防水等级：,SLM3630 30W隔离型恒流源,40,谢谢大家 !,上海龙茂微电子有限公司,