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很多人認為白光LED是照明的未來趨勢。串聯在一起的多個LED可以替代白熾燈或緊湊型熒光燈。高功率白光LED達到最大亮度(約40流明)需要3.6 V左右的直流電壓和350mA左右的電流。 在便攜式應用中，白光LED常是由具有12V標準輸出的密封鉛酸(SLA)電池供電。圖中所示電路利用這種輸入電壓為12V的電池給一串白光LED組供電。它的特點是成本低，效率高，亮度不受電池電壓的影響，有調光功能，以及保護電池。 該驅動電路在升壓配置中采用了SG1524脈寬調制(PWM)開關調節器(U1)。這種配置使U1產生約40 V的最大輸出電壓，可以驅動多達11個1W的白光LED的串聯組。由于功耗高， LED必須配備相應的散熱器。 對于給定的工作頻率，驅動器的設計包括電感器，輸入電容器，輸出電容器，開關晶體管，輸出二極管的選擇。工作頻率是： 在這個例子中選擇的頻率為100kHz。頻率越大，電感越小，但開關損耗就越大。 電池在完全充電時電壓為13.2V，完全放電時約為10.8 V。通過LED的電壓應足夠高，以便在不同的輸入電壓下LED正向偏壓。為了保證這一點，所需的占空比是： VO=通過LED串聯組的輸出電壓；VD=二極管壓降；VIN=最小SLA電壓； VDS=MOSFET壓降。 對于一個8-LED串聯組，肖特基二極管的VO=28.8V，VIN=11V，VD=0.4V。忽略VDS，所需的占空比是62.3%。U1有兩個獨立的開關晶體管，每個可提供的電流約100mA，運行時的最大占空比是45%。為了達到所需的占空比，要將這兩個晶體管并聯。由于LED所需的電流超過100mA，所以要另外加上一個MOSFET。 用電感電流的平均值可計算出L1的值： 如果電感電流dIL的波紋是平均電流的某一百分比，那么電感電流的最大值是： 假如波紋是平均電流的40%，ILpk=1.12 A。因此，電感值是： 在這個例子中，公式5給出了當VIN為11V時，電感的最小值是184.3??H。輸出電容的值取決于輸出電壓的波紋，而輸入電壓的值取決于電流的最值。 為了保證穩定的照明，通過LED的電流必須可以監測并保持不變。要做到這一點，電流可由R8，R11和U2b換算成電壓，并通過U1的誤差放大器的反相端反饋出來。這種負反饋可調節占空比來穩定通過LED的電流。LED的亮度隨R11的不同而不同。運算放大器U2a和R9，R13，R14和R15監控電池電壓，只要電池電壓低于11V時就關閉LED，從而防止電池的深度放電。 |
