高功率LED照明的散熱控制方案設計

圖3：采用簡(jiǎn)單熱控制的降壓穩壓器

匹配某一給定LED的熱降額曲線(xiàn)將取決于許多因素，就如前面所討論的一樣。良好的熱模型將有助于第一次就完成匹配，但也很可能需要一些試驗才能匹配觸發(fā)點(diǎn)(trip point)和增益系數。圖4顯示了采用圖3電路的一些測試結果。

圖4：采用圖3電路的一些測試結果

應當指出的是，如果圖3的熱控制電路靠近LED，那么晶體管將受到LED自發(fā)熱的影響。這將增加約-2.2mVC的變暗效果。

熱敏電阻或其它溫度傳感器也可以與PWM熱控制結合使用。圖5顯示了一個(gè)簡(jiǎn)單的框圖。

圖5：PWM熱控制框圖

亮度的PWM控制是許多高亮度LED制造商的首選方法，這是因為它可使得LED在整個(gè)亮度調節范圍內保持其顏色特征。這一點(diǎn)在RGB混色應用中尤其重要。這是很難實(shí)現的，但一般來(lái)說(shuō)調光功能是比較受人歡迎的，而且該技術(shù)也開(kāi)始側重于微控制器接口實(shí)現。

PWM調光通常采用高于眼睛閃爍頻率100Hz的低頻率。盡管設計者必須考慮該LED照明應用是否是一個(gè)便攜式或固定應用，因為可能會(huì )發(fā)生的頻閃效應要求采用更快的PWM頻率。這是針對移動(dòng)車(chē)輛或甚至手電筒照明的考慮。

如果PWM調光與一個(gè)開(kāi)關(guān)穩壓器配合使用，通常該技術(shù)用于快速調節LED電流。這將使EMI問(wèn)題變得更加嚴重。它也可能使EMI問(wèn)題變得更好，如果它有效地抖動(dòng)開(kāi)關(guān)頻率，從而可減少準峰值EMI信號。

這里也需要有音頻方面的考慮。PWM頻率越高，開(kāi)關(guān)穩壓器電感在PWM調光頻率處共振的可能性就越高。這在1kHz處將比100Hz更加明顯，部分原因是電感的更差基底響應和耳朵的頻率響應。

盡管有所有這一切因素，但PWM調光仍然能提供一個(gè)更好的亮度控制。從模擬的而不是數字的角度來(lái)看，線(xiàn)性控制更容易實(shí)現。您可能需要考慮眼睛對亮度變化的對數響應。這可能導致要求使用對數電位器以產(chǎn)生明顯的線(xiàn)性亮度控制。

結論

熱控制是高亮度LED控制的一個(gè)非常重要方面。熱敏電阻的正確應用提供了一個(gè)簡(jiǎn)單和通用的LED溫度控制方法。這可以通過(guò)線(xiàn)性技術(shù)或開(kāi)關(guān)技術(shù)做到。PWM控制提供了最好的總體方法，但必須小心考慮所有照明系統的要求，而不只是光的要求。