讓LED更高效的驅動(dòng)設計

　　圖3量化顯示了疊加于DC輸出電流之上的三角紋波電流所引起的光輸出的減少。在絕大多數情況下，該紋波電流的頻率高于肉眼可以看到的80Hz。并且，肉眼對光線(xiàn)的響應是指數式的，不能察覺(jué)出小于20%的光線(xiàn)減弱。因此，即使LED中出現相當大的紋波電流，我們也不會(huì )察覺(jué)出光輸出的減少。

圖3 紋波電流對LED光輸出的輕微影響

　　此外，紋波電流還通過(guò)提高功耗而影響LED性能，這可能導致結溫升高，而且對LED的使用壽命有重大影響。圖4給出了一個(gè)例子，其中LED的相對光輸出是時(shí)間和結溫的函數。如果我們確立了LED的使用壽命光輸出為額定的80%，則LED的使用壽命將從74攝氏度時(shí)的10000小時(shí)延長(cháng)到63攝氏度時(shí)的25000小時(shí)。

圖4 高結溫會(huì )縮短LED的使用壽命

　　圖5量化顯示了由于紋波電流造成的LED功耗的增加。與LED的散熱時(shí)間常量相比，由于紋波頻率較高，因此高紋波電流（以及高峰值功耗）不會(huì )影響峰值結溫，其是由平均功耗決定的。LED的大部分壓降就像一個(gè)電壓源，因此電流波形對功耗沒(méi)有影響。然而，壓降有一個(gè)電阻分量，并且功耗由該電阻乘以均方根（RMS）電流的平方?jīng)Q定。

　　圖5還闡明即使是在紋波電流較大的時(shí)候，對功耗也沒(méi)有重大影響。例如，50%的紋波電流僅增加不到5%的功率損耗。當大大超過(guò)此水平時(shí)，您需要減小電源的DC電流以保持結溫不變，從而維持半導體的使用壽命。根據經(jīng)驗結溫每降低10攝氏度，半導體的使用壽命就會(huì )延長(cháng)兩倍。并且，由于電感的限制許多的設計都傾向于更小的紋波電流。絕大多數的電感的設計旨在處理小于20%的Ipk/Iout紋波電流比率。

圖5 紋波電流增加了LED的功耗

　　3 典型應用

　　LED中的電流在很多情況下都是由鎮流電阻或線(xiàn)性穩壓器進(jìn)行控制的。但是，本文中我們主要講述的是開(kāi)關(guān)穩壓器。在驅動(dòng)LED時(shí)常用的三種基本的電路拓撲為：降壓拓撲、升壓拓撲以及降壓-升壓拓撲。采用何種拓撲結構取決于輸入電壓和輸出電壓的關(guān)系。