針對線性LED電源驅(qū)動IC設(shè)計及參考

　　線路比較

　　圖1和圖2是兩種驅(qū)動方式的線路圖，現(xiàn)在比較下兩種方式的工作過程。

　　1、當電壓合適時:

　　電壓合適是指供電電壓幅值與LEDVf值加上線路的工作電壓基本符合。

　　圖1電流經(jīng)過電感→LED→MOSFET→R;放電回路是，電感→LED→D1；

　　圖2電流流經(jīng)LED→MOSFET→恒流源。

　　功耗及提高轉(zhuǎn)換效率主要是看線路中的內(nèi)阻大小，從線路上來看圖1會大于圖2，圖2的方式MOS管和恒流源整個壓差可以做到200mV，圖1電阻反饋電壓都有可能會超過這個電壓。單就MOS管來說，都是在做開關(guān)使用，需要的壓差及相關(guān)條件是相同的，功耗相等。

　　2、當電壓超過線路需要的幅值時:

　　當線路電壓超過線路需要的幅值時，圖1的設(shè)計優(yōu)點會顯現(xiàn)出來，也是線路設(shè)計初衷。線路根據(jù)反饋電壓比較高速開關(guān)MOS管，關(guān)閉時電感放電回路會維持LED電流；

　　圖2超過的電壓會加到MOSFET上面，功耗會增加大于圖1線路。

　　3、EMI干擾問題

　　圖1需要高速開關(guān)恒流驅(qū)動，開關(guān)頻率會影響其它線路工作，PCB布線要注意相互干擾問題，在選取驅(qū)動線路時避免與產(chǎn)品上面的線路工作在一個頻率點上。

　　圖2線路不會有這個問題。

　　4、灰度問題

　　圖1線路PWM是與反饋電壓信號疊加出來的，在關(guān)閉MOS管時，電感還會有電流流過，會影響到灰度的表現(xiàn)，設(shè)計時只能PWM時間遠遠小于L1放電時間。要提高灰度表現(xiàn)，就需要減小電感量，從而減小放電時間提高線路的開關(guān)頻率，這樣會增加線路干擾的程度，恒流精度也會降低。

　　圖2線路開關(guān)方式驅(qū)動LED可以直接表現(xiàn)灰度，可以做到16位灰度65536級灰度。目前高灰階LED屏幕都不會選用圖1線路設(shè)計。

　　線路功耗問題所在二

　　從上面的分析可以看出，線性驅(qū)動有很多優(yōu)勢，只是在電壓高于實際應(yīng)用電壓時功耗會增大，在眾多的應(yīng)用領(lǐng)域線性驅(qū)動是不可取代的。

　　主要問題不是線路本身，而是供電方式造成的。一般我們設(shè)計產(chǎn)品因其成本問題不會新開發(fā)開關(guān)電源，選取現(xiàn)有電源基本沒有合適的，開關(guān)電源受標稱值所限，有5V、12V、15V、24V、36V等等，標稱值是長期以來市場形成的，電源做成什么電壓范圍都可以，只是開關(guān)電源廠家目前還沒有眼光看到這個市場。

　　因其LEDVf值不同，生產(chǎn)出雙組電壓輸出比較合適，例如:3。3V與5V、5V與8V、7V與12V、9V與14V、12V與18V、14V與24V等電壓組合，電流目前還是1W的效率最高，多顆組合是今后的方向，R、G、B單路500mA比較合適。

　　有這樣的電源使用線性IC驅(qū)動你覺得還有問題嗎。

　　線性IC設(shè)計要點:

　　在實際產(chǎn)品設(shè)計時，往往供電電壓總不會符合我們的要求，LED正向電壓Vf值每個公司也不一樣，串聯(lián)的LED個數(shù)會隨工程需要隨意變化，產(chǎn)品量產(chǎn)數(shù)量不大開關(guān)電源也不方便更換，可以使用以下設(shè)計線路來解決此問題。

　　如下圖:

　　可以檢測A點電壓來判斷供電電壓是否合適，使線性驅(qū)動線路始終工作在合適的電壓范圍當中。UV輸出訊號反饋到電源部分，供電電壓自適應(yīng)LED正向電壓Vf值，LED串接個數(shù)也將會自動適應(yīng)。

　　參考設(shè)計可以應(yīng)用到我們線路設(shè)計當中，也可以應(yīng)用到LED高串接IC設(shè)計中。目前市場上的LED恒流IC多適應(yīng)能力不強，LED串接個數(shù)的改變同時也要修改參考檢測電阻阻值，這樣對產(chǎn)品量產(chǎn)不方便。

　　推薦幾款線性恒流IC方便大家選型，大功率LED線性驅(qū)動推薦之-DD311

　　你需要優(yōu)異的LED灰度表現(xiàn)能力，那就請你必須選擇線性IC驅(qū)動；你是設(shè)計低壓小功率LED線路，請你最好選擇線性IC驅(qū)動；在可以提供合適驅(qū)動電壓的場合，強烈建議你使用線性LED驅(qū)動IC。

　　DD311是有客戶抱怨發(fā)熱量較大，我想看了上面的解釋可以明白發(fā)熱原因所在，從近幾年的市場推廣來看接受的廠家還是越來越多，也有較好的市場口碑。如果您是一位IC設(shè)計者，會知道設(shè)計好恒流源也是不容易的，有不少企業(yè)在設(shè)計、制成工藝方面在不懈努力。其中臺灣聚積、點晶兩家公司占大陸LED領(lǐng)域90%的線性恒流驅(qū)動IC市場，每年有2億多人民幣銷售額。

　　DD311是一單通道輸出的LED恒流驅(qū)動器，內(nèi)建電流鏡與電流開關(guān)組件，是專為驅(qū)動大功率LED而設(shè)計的芯片。DD311可驅(qū)動高達1安培的沈入電流(sinkcurrent)，并可透過調(diào)整參考輸入電流(IREF)來任意設(shè)定輸出電流的大小。輸出電流值約為100倍的IREF，IREF可由調(diào)整外掛電阻或偏壓(bias)電壓來設(shè)定。微調(diào)或使能偏壓電壓可校正LED間的亮度不一或?qū)崿F(xiàn)多顆LED間整體亮度同時調(diào)整。

　　這樣的設(shè)計理念，1:100的電流關(guān)系，如果您的前級提供的是一個電流信號，這顆IC將會很好的利用。

　　芯片的輸出端可承受高達36V的電壓，支持10多顆大功率LED的串接應(yīng)用。內(nèi)建輸出使能端(Enable)，可PWM控制輕易地實現(xiàn)大功率LED的256級高灰階應(yīng)用，接受1MHz刷新速度。

　　上圖是應(yīng)用參考設(shè)計，線路簡潔。耐壓36V是指2腳OUT端口；在高于5V電壓供電時1、5腳需要電阻分壓供電，4-5V最合適，VCC有波動時最好分壓再增加穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓。

　　雖然價格反應(yīng)有些高，在您了解到它的灰度表現(xiàn)能力和不需要外置MOS時，基本還是會接受。

　　推薦幾款線性恒流IC方便大家選型，大功率LED線性驅(qū)動推薦之二DD312

　　你需要優(yōu)異的LED灰度表現(xiàn)能力，那就請你必須選擇線性IC驅(qū)動;你是設(shè)計低壓小功率LED線路，請你最好選擇線性IC驅(qū)動;在可以提供合適驅(qū)動電壓的場合，強烈建議你使用線性LED驅(qū)動IC。

　　DD312是專為大功率LED應(yīng)用所設(shè)計的恒流驅(qū)動器。芯片內(nèi)含恒流產(chǎn)生電路，可透過外掛電阻來設(shè)定輸出恒流值。透過芯片的使能端可以控制輸出通道的開關(guān)時間，切換頻率最高達一兆赫(1MHz)。電流輸出反應(yīng)極快，支持高色階變化及高畫面刷新率的應(yīng)用。內(nèi)建開路偵測，過熱斷電，及過電流保護功能，使應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性大為提升。

　　開路偵測，過熱斷電，及過電流保護功能，選擇SO8的封裝在下圖的設(shè)計參考設(shè)計中才可以實現(xiàn)。

　　需注意芯片的散熱功率受到封裝與環(huán)境溫度的限制，故在設(shè)定最大輸出電流值時需考慮到實際操作條件。最大可散熱功率可由以下式子來做計算:

　　最大散熱功率Pd(W)=[最大接面溫度Tj(°C)–環(huán)境溫度Ta(°C)]/[熱阻值(°C/Watt)]

　　散熱功率(PowerDissipation=Pd(W))與操作環(huán)境溫度(AmbientTemperature=Ta(°C))的關(guān)系可以參考下圖:

　　由最大散熱功率(Pd)可推導出最大可允許操作電壓Vout，請參考下式：

　　Vout(max)(Volt)=[Pd(max)(Watt)–VDD(Volt)×IDD(A)]/[Iout(A)×DimmingDuty]