照明用LED驅動(dòng)技術(shù)及應用（二）
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目前全球LED市場(chǎng)主要有日本的日亞化學(xué)(Nichia)、豐田合成(ToyodaGosei)、美國Cree公司、歐洲飛利浦(PhilipsLumileds)和歐司朗(Osram)5家掌控。照明LED驅動(dòng)芯片制造商，國內利用較多的有華潤矽威科技和臺灣點(diǎn)晶科技的產(chǎn)品，國外利用較多的有安森美和美國國家半導體等芯片。
(1)華潤矽威的LED驅動(dòng)芯片
華潤矽威科技最新推出的PT4207采用SOP8封裝，是一款高壓降壓式LED驅動(dòng)控制芯片，能適應從18V到450V的輸入電壓范圍，可支持上百個(gè)LED的串并聯(lián)驅動(dòng)應用，占空比最高可達100%，以保證系統的高效能。內置輸入電壓補償功能，極大改善了PT4207在不同輸入電壓下的LED電流穩定性。PT4207內置一個(gè)350mA開(kāi)關(guān)，并配備外部MOS開(kāi)關(guān)驅動(dòng)端口。對于350mA以下的應用無(wú)需外部MOS開(kāi)關(guān)，對于高于350mA的應用可采用外部MOS管擴展電流。LED電流可通過(guò)外部電阻設定。通過(guò)多功能調光DIM管腳，可使用電阻或DC電壓線(xiàn)性調節LED電流，也可使用數字脈沖信號進(jìn)行PWM調光。PT4207具有多種保護功能，包括負載短路保護、開(kāi)路保護、過(guò)溫度保護等。適合AC/DC LED日光燈、RGB背光LED驅動(dòng)、LED環(huán)境裝飾燈等各種應用。PT4207的典型應用線(xiàn)路如圖5所示。
圖5：LED日光燈驅動(dòng)芯片PT4207典型應用線(xiàn)路
二極管改為空心通直線(xiàn)，電阻為長(cháng)方形，符號改為斜體，腳注改為小寫(xiě)正體
(2)安森美LED驅動(dòng)芯片
安森美半導體NCL30000是一款極佳的產(chǎn)品，成本低，性能佳。這器件集成了PFC、DC-DC轉換和LED驅動(dòng)器，簡(jiǎn)單易用，其小型SOIC封裝也有利于小巧設計和低成本。NCL30000采用緊湊型的8引腳表面貼裝封裝，使用臨界導電模式反激架構，以單段式拓撲結構，在寬AC輸入電壓范圍內提供大于0.95的高功率因數。典型應用包括LED驅動(dòng)器電源、LED嵌燈、三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)組件(TRIAC)可調光LED燈及功率因數校正恒壓電源。其典型應用原理圖如圖6所示。
圖6：NCL30000 典型應用原理圖
二極管改為空心通直線(xiàn)，電阻為長(cháng)方形，符號改為斜體，腳注改為小寫(xiě)正體
(3)美國國家半導體LED驅動(dòng)芯片
恒流降壓型，Vin范圍：LM3405 3V -15V/LM3405A 3V-22V;基準電流源：200mV;工作頻率：0.550/1.6MHZ;PWM調光。典型應用為：家用照明、路燈、廣告裝飾等。LM3405典型應用原理圖見(jiàn)圖7。
圖7：LM3405典型應用原理圖
二極管改為空心通直線(xiàn)，電阻為長(cháng)方形，符號改為斜體，腳注改為小寫(xiě)正體
(4)臺灣點(diǎn)晶科技LED驅動(dòng)芯片
DM413是全彩驅動(dòng)芯片，內置灰度產(chǎn)生器，采用PWM脈寬調制方式。專(zhuān)為L(cháng)ED 照明、裝飾、大屏顯示等應用而設計。最大恒流輸出：100mA;最大輸出承受電壓: 17V;最大串行時(shí)鐘頻率:20MHz;芯片工作電壓：3.3V--5.5V。DM413具有若干信號輸入輸出引腳及多個(gè)功能設定引腳。信號通過(guò)輸入接口給DM413相應的輸入引腳。3個(gè)輸出引腳用于連接LED，可分配給R，G，B三個(gè)顏色，同一個(gè)輸出引腳接相同顏色的LED，根據配色需要，每個(gè)輸出引腳可接一個(gè)或多個(gè)LED?？刂破鬏敵鼋涌诰哂腥龡l信號線(xiàn)：一條串行數據輸出線(xiàn)，一條時(shí)鐘信號輸出線(xiàn)及一條鎖存信號線(xiàn)。這三條線(xiàn)分別接到驅動(dòng)芯片相應的3個(gè)引腳上。和一般的串行移位機制相同，在時(shí)鐘信號的控制下，串行數據在驅動(dòng)芯片內部移位寄存。當數據發(fā)送接收完畢，控制器向驅動(dòng)芯片發(fā)送鎖存信號，使LED驅動(dòng)芯片鎖存已存儲的數據，同時(shí)會(huì )根據所存儲的數據驅動(dòng)LED發(fā)光。該方式控制LED以人眼分辨不出的高頻率快速亮滅，根據芯片所存儲的數據設定亮和滅所占的比例，即實(shí)現灰度級別的控制。DM413的典型應用原理圖見(jiàn)圖8。
圖8：DM413典型應用原理圖
二極管改為空心通直線(xiàn)，電阻為長(cháng)方形，符號改為斜體，腳注改為小寫(xiě)正體
5、結語(yǔ)
綜上所述可以看出，LED在工作時(shí)需要有穩流、穩壓的元件，但是此類(lèi)元件應具備自身承擔的分壓高但功耗要小的特性。所以，應盡可能采用電容、電感或有源開(kāi)關(guān)電路等高效電路，這樣才能保證LED系統的高效率。采用串聯(lián)式集成恒功率輸出電路，可以使LED的光輸出在很寬的電源范圍內保持恒定，但一般的IC電路會(huì )因此而使效率有所下降。采用有源開(kāi)關(guān)電路，可以保證在較高的轉換效率下，實(shí)現電源電壓大幅度變化時(shí)恒功率輸出。LED現今絕大多數芯片都可以從0～100%的調制光度，并且可保證在整個(gè)調光過(guò)程保持較高光效，并且不損害LED的壽命。目前，針對光度控制方面，主要的兩種解決方案為線(xiàn)性調節LED的電流(模擬調光)或在肉眼無(wú)法察覺(jué)的高頻下，讓驅動(dòng)電流從0到目標電流值之間來(lái)回切換(數字調光)。利用脈沖寬度調變(PWM)來(lái)設定循環(huán)和工作周期可能是實(shí)現數字調光的最簡(jiǎn)單的方法。
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