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LED因其壽命長且耗電小等特點而廣泛應用于指示燈、大型看板、掃描儀、傳真機，手機、汽車用燈、交通信號燈等方面。但在照明光源方面，目前的LED因亮度及價格尚未具備取代其它光源的條件。然而，隨著亮度持續提升，LED將在不久的將來取代白熱燈與日光燈．且價格也會因量產技術進步而下降，應用需求將大幅增加。 1 XLT604芯片的結構功能 XLT604是采用BICMOS工藝設計的PWM高效LED驅動控制芯片。它在輸入電壓從8V(DC)到450V(DC)范圍內均能有效驅動高亮度LED。該芯片能以高達300 kHz的固定頻率驅動外部MOS－FET，且其頻率可由外部電阻編程決定。外部高亮LED串可采用恒流方式控制，以保持恒定亮度并增強LED的可靠性，其恒流值可由外部取樣電阻值決定，其變化范圍從幾毫安到l安培。 XLT604驅動的LED可以通過外部控制電壓來線性調節其亮度，亦可通過外部低頻PWM方式調節LED串的亮度。 2 XLT604的應用電路 XLT604是可降壓、升壓、升降壓驅動大功率LED串的控制芯片。該芯片既適用于AC輸入，也適用于8－450 V的直流輸入。交流輸入時，為提高功率因素，可在線路中加入無源功率因素校正電路。XLT604可驅動上百個LED的串聯或數串并聯，并可通過調節恒流值來確保LED的亮度并延長壽命。PWM_D端可采用低頻脈寬調制的方法調節LED亮度。同時兼作使能端，該端懸空時，芯片無輸出控制。實際上，該芯片也可以通過LD端的線性調壓方式調節LED的亮度。 3 電路元器件的參數設計 3．1 電路開關頻率的計算 開關頻率決定了電路中電感的大小，大的頻率可以使用較小的電感、但這會增加電路的損耗。典型的頻率應在20～150 kHz左右，歐洲的電壓是230V，可以用較小的頻率；北美的電壓是120V，因此選擇100 kHz是一種好的折中方案。電路中的振蕩電阻可以通過下式計算： fosc=22000／(Rosc+22) 式中，Rosc的單位為KΩ 3．2交流輸入電感的設計 設輸入有效值為120 V，Iled為350 mA，fosc為50kHz，10個LED的正向壓降Vleds為30 V；則： Vin=l20×1．41=169 V 那么，開關占空比： D=Vleds／Vin=30／169=0．177 Ton=D/fosc=3．5 ms L=(Vin－Vleds)Ton／(0．3Iled)=4．6 mH 3．3輸入濾波大電容的設計 輸入濾波電容應確保整流電壓值始終大于兩倍的LED串電壓，假設電容兩端有15％的紋波電壓，那么．其電容的簡單計算方法如下： Cmin=0．06IledVledsVin2=22μF 因此，選擇值為22μF／250 V的電容作為輸入濾波電容。 4 應用控制 4．1 LED驅動控制 XLT604可用來控制包括隔離／非隔離、連續／非連續等多種類型的轉換器。當GATE端輸出高電平時，電感或變壓器原邊電感的儲能將直接傳給LED串，而當功率MOSFET關斷時，儲存在電感上的能量將會轉換為LED的驅動電流。 當VDD電壓大于UVLO時，GATE端可以輸出高電平，此時電路將通過限制功率管電流峰值的方式工作。將外部電流采樣電阻與功率管的源極串聯，可在外部采樣電阻的電壓值超過設定值(內部設定值250 mV，亦可通過LD外部設定)時，功率管關斷。如果希望系統軟啟動，則可在LD端對地并接一個電容，以使LD端電壓按期望的速率上升，進而控制LED的電流緩慢上升。 4．2 調光 本電路的調光有線性調節和PWM調節兩種方式，兩種方式可單獨調節，也可組合調節。 線性調光可通過調節LD端口的電壓(從0～250 mV)來實現，該電壓優先于內部設定值250mV。通過調節連接在電源地上的變阻器可改變CS端的電壓．當LD端的電壓高于250 mV時其電壓變化將不影響輸出電流。而如果希望更大的輸出電流，可以選擇一個更小的采樣電阻。 PWM調光則通過一個幾百赫芝的PWM信號加在PWM_D端來實現。PWM信號的高電平時間長度正比于LED燈亮度，在該模式下，LED電流可以為0或設定值之一。通過PWM調節方式可以在0～100％范圍內進行調光，但不能調出高于設定值的電流。PWM調光的精度僅受限于GATE端輸出的最窄脈寬。 4．3功率因素校正 當電源輸人功率不超過25 W時，可采用一個簡單的無源功率因素校正電路來進行功率校正，該電路含有三個二極管和兩個電容，可將電路功率因素提高至0．85。 5 結束語 新一代1 W、3 W和5 W的LED的輸出功率是標準LED輸出的10～50倍，選擇哪種芯片來驅動新型大功率LED不再是一個簡單的任務，這使得利用這些新型LED進行設計時要面臨很多設計挑戰。事實上，驅動器、肖特基二極管和電感也都有多種選擇，而適當的組合又取決于多種因素(諸如成本、尺寸、驅動器發熱以及所有其他所需的輸入／輸出等)。此外，PCB板的不合理布線也可能會導致設計的失敗。 |
