Драйверы светодиодов минимизируют рассеиваемую мощность

В одном из вариантов управления светодиодами высокой яркости используется стандартный понижающий преобразователь (Рисунок 1). На измерительном резисторе RS падает напряжение обратной связи VFB, которое устанавливает требуемый ток светодиода ILED в соответствии с формулой

Вебинар Пленочные конденсаторы Hongfa для источников питания и силовой электроники

Обычный понижающий преобразователь IC1 обеспечивает питание постоянным током светодиода высокой яркости.
Рисунок 1. Обычный понижающий преобразователь IC1 обеспечивает
питание постоянным током светодиода высокой яркости.

К сожалению, для большинства понижающих преобразователей требуется относительно высокое напряжение обратной связи порядка 1 В, из-за чего на измерительном резисторе рассеивается большая мощность

Операционный усилитель IC2 увеличивает сигнал ошибки тока светодиода и снижает мощность, рассеиваемую токоизмерительным резистором.
Рисунок 2. Операционный усилитель IC2 увеличивает сигнал ошибки
тока светодиода и снижает мощность, рассеиваемую
токоизмерительным резистором.

Уменьшение сопротивления токоизмерительного резистора и добавление операционного усилителя для повышения измеряемого напряжения снижает потери мощности (Рисунок 2). В некоторых случаях операционный усилитель можно исключить, используя для повышения напряжения считывания стабильное опорное напряжение, выход которого имеется в некоторых микросхемах преобразователей (Рисунок 3). Импульсному преобразователю MAX1951 требуется напряжение обратной связи 800 мВ, а напряжение VREF на его опорном выводе составляет 2 В. Подключение 50-килоомного резистора R1 между RS и VFB и резистора R2 сопротивлением 100 кОм между опорным выводом и выводом обратной связи смещает рабочую точку с 200 мВ на резисторе RS до 800 мВ на выводе обратной связи:

Коррекция сигнала обратной связи повышает КПД этого драйвера светодиода высокой яркости на основе понижающего преобразователя.
Рисунок 3. Коррекция сигнала обратной связи повышает КПД этого драйвера
светодиода высокой яркости на основе понижающего преобразователя.

Таким образом, для VSENSE = 0.2 В V = 0.8 В. С помощью двух недорогих резисторов мощность, рассеиваемая токоизмерительным резистором, уменьшается в четыре раза.

На этом графике показана зависимость тока светодиода от входного напряжения при половинной нагрузке схемы на Рисунке 3.
Рисунок 4. На этом графике показана зависимость тока светодиода
от входного напряжения при половинной нагрузке схемы
на Рисунке 3.

Измерения в схемах на Рисунках 1 и 3 при использовании светодиода Luxeon K2 показывают, как коррекция обратной связи влияет на мощность, отдаваемую драйвером светодиода. Два графика иллюстрируют зависимости токов и напряжений светодиодов от входного напряжения для половинной нагрузки 400 мА (Рисунок 4) и полной нагрузки 800 мА (Рисунок 5). Как и следовало ожидать, при половинной нагрузке стабилизация тока ухудшается. Изменение тока светодиода составляет в среднем около 5 мА в диапазоне входных напряжений от 4 до 5.5 В и 1 мА для схемы с обычной обратной связью. Однако диапазон входных напряжений увеличивается более чем на 0.5 В. Стабилизация также ухудшается при полной нагрузке, и изменение тока увеличивается примерно до 22 мА по сравнению с 6 мА для схемы с обычной обратной связью (Рисунок 6). Опять же, схема со скорректированной обратной связью на Рисунке 3 увеличивает диапазон входных напряжений.

На этом графике показана зависимость тока светодиода от входного напряжения при полной нагрузке схемы на Рисунке 3.
Рисунок 5. На этом графике показана зависимость тока светодиода от
входного напряжения при полной нагрузке схемы на Рисунке 3.

Повышение КПД η можно определить следующим образом:

КПД схемы определяется значением КПД преобразования мощности понижающего преобразователя и мощностью, рассеиваемой на измерительном резисторе. Как показано на Рисунке 5, скорректированная обратная связь на Рисунке 3 увеличивает КПД более чем на 10% как при половинной, так и при полной нагрузке. Полагая, что напряжение считывания не изменяется, с уменьшением выходного тока нагрузки КПД повышается, поскольку токоизмерительный резистор рассеивает меньшую мощность.

Сравнение схемы с обычной обратной связью (Рисунок 1) и схемы со скорректированной обратной связью (Рисунок 3) показывает значительное повышение общего КПД при половинной и полной нагрузках.
Рисунок 6. Сравнение схемы с обычной обратной связью (Рисунок 1)
и схемы со скорректированной обратной связью (Рисунок 3)
показывает значительное повышение общего КПД при
половинной и полной нагрузках.
  1. Datasheet Analog Devices MAX1951

ООО «Мегател», ИНН 3666086782, ОГРН 1033600037020

Добавить свое объявление

* заполните обязательные данные

Статистика eFaster:

посетило сегодня 1320
сейчас смотрят 44
представлено поставщиков 1578
загружено
позиций
25 067 862