大功率LED用于照明是本世紀的新課題,其節(jié)能、安全、使用壽命長的綜合優(yōu)點將引發(fā)新一輪照明革命。在需要用電池供電的LED手電筒應用中,如何在使用相同電池的前提下,延長電池的使用時間呢?這就涉及到電源管理問題。本文就目前較流行的幾種SP66?8EU驅動電路,介紹手電筒LED照明電路的設計考慮因素。
1W LED的發(fā)光強度是由流經(jīng)LED二極管的電流決定的。為了保持LED的發(fā)光強度,當電池放電的時候,流經(jīng)LED的電流就需要調節(jié)。當一個大于VF的電壓加在LED兩端時就會有電流流過LED;VF是指LED的正向壓降,不同LED的正向壓降VF是不同的,并且隨著環(huán)境溫度的變化而變化;1W LED的VF典型值是3.3V,該值比由兩節(jié)五號電池供電的電壓高。兩節(jié)五號電池供電的電壓范圍在1.8V~3.2V之間,因此需要外加一個升壓電路把較低的電池供電感器 用途電電壓提升到較高的輸出電壓。
升壓電路如圖所示,當圖插件電感1中的開關導通時,輸入電壓加壓在電感L1的兩端,引起電感L1電流線性增加。在導通的最后階段,電感電流增加到峰值Ipeak = Vin*Ton/L,此時開關關斷。存儲在電感中的能量會使節(jié)點V1的電壓升高并超過Vin,直至使D1正向偏置而導通。此時電感電流通過D1泄漏。在開關關斷期間,電感電流以(Vout–Vin)/L的斜率下降。
圖1:簡單的升壓方框圖。
在穩(wěn)定狀態(tài)下,電感兩端不存在直流電壓,否則會產(chǎn)生較高的電流。這也意味著在一個穩(wěn)定電流中,導通狀態(tài)的伏秒值應該等于斷開狀態(tài)的伏秒值。
或
為了提供高壓輸出,控制環(huán)路需要調節(jié)主開關的導通與關斷時間。通過監(jiān)控輸出的變化來調節(jié)開關的導通與關斷,因此驅動LED的電流需要進行調節(jié)。為了達到上述目的,用一個小阻值的電阻(如圖2中的R3)來檢測LED的電流,并將此電壓信號輸出給控制環(huán)。
圖2:2節(jié)五號電池驅動350mA LED的控制回路。
在電池供電繞行電感的電流中,逆變器的效率是電池壽命的一個重要指標。為了提高效率,整流二極管D1用額外的一個開關(同步整流器)來取代,該開關的損耗遠遠小于用二極管的損耗,因此提高了效率。這里采用一個具有特別功能的集成電路來實現(xiàn)這個升壓調節(jié)器功能,該集成電路通常包括主開關、同步整流器以及精密基準和控制環(huán)路。
圖3:2節(jié)五號電池驅動350mA LED的帶低電壓指標的控制回路。
圖2是一個簡單的電源調節(jié)器,它可以將兩節(jié)可充電的五號電池轉換為驅動1W LED所需的可調電流。兩節(jié)五號電池提供的電壓通常在1.8V~3.2V間,因此需要升壓以驅動LEDSP66?8。高效升壓調節(jié)器可以實現(xiàn)輸出電流在各種電壓下都可調節(jié)。通過電流反饋,即使在電池放電時也能保證LED亮度不變。該IC的同步整流功能保證了電池的長使用壽命和高轉換效率,流過LED的電流利用以下公式的R3來調節(jié):
圖2中R3的阻值可將流過LED的電流設定為350MA。由上式可得,增大R3的功率電感器阻值可以降低該電流。另外一種控制LED亮度的方法是在SHDN引腳上施加一個DWN信號。
圖4:2節(jié)五號電池驅動350mA LED并帶有亮度調節(jié)功能的控制回路。
在電池放電完畢之前,SP66?8一直對輸出電流進行調節(jié)。如圖3所示,為了避免較早出現(xiàn)低電警告,使用SP66?8構成的檢測電路調整開關。當LBI輸入電壓降到0.61V以下時,D3開關給出低電壓指示,這表示電壓過低。此時,LED上流過1mA左右電流。通過下式可以檢測出電池電壓大功率電感貼片電感器下降的值: 大功率電感廠家 |大電流電感工廠