LED照明電路和系統級別優(yōu)化分析

半導體廠(chǎng)商也在紛紛涉足LED照明業(yè)務(wù)。LED的電源電路需要驅動(dòng)器IC，很多半導體廠(chǎng)商都推出了多樣化產(chǎn)品。在各廠(chǎng)商競相提高驅動(dòng)器IC的驅動(dòng)能力及效率并實(shí)現更多功能的形勢下，美國國家半導體(National Semiconductor)不僅使產(chǎn)品具備這些特點(diǎn)，而且降低了電源電路設計的難度。

使用該公司面向電源電路等開(kāi)發(fā)的在線(xiàn)設計輔助工具“WEBENCH”，最短可在一天內完成包括根據LED選擇驅動(dòng)方式、選擇驅動(dòng)器IC、電路設計及電路模擬等在內的基本電路設計(圖8，圖9)。驅動(dòng)器IC只能采用該公司的產(chǎn)品，不過(guò)LED、電容器及電感器等可從主要廠(chǎng)商的多款產(chǎn)品中選用。WEBENCH可以免費使用，如果多數設備開(kāi)發(fā)人員都利用該工具進(jìn)行電路設計，將有助于國家半導體生產(chǎn)的驅動(dòng)器IC獲得擴大應用。

圖8：LED照明產(chǎn)品的設計變得更加容易

該圖表示采用美國國家半導體開(kāi)發(fā)的設計輔助工具“WEBENCH”進(jìn)行LED照明產(chǎn)品設計的流程。最短可在一天內完成設計與模擬工作。以L(fǎng)ED為代表的部件與驅動(dòng)方式的選擇、驅動(dòng)器IC的選擇以及電路設計均可在線(xiàn)進(jìn)行，電氣特性及熱特性的模擬也可在線(xiàn)完成。

包括照明及背照燈在內，近一年來(lái)WEBENCH被應用于LED電源電路的事例急劇增加，達到WEBENCH整體用例的約1/7～1/6。很多設計人員缺乏基于LED驅動(dòng)器IC的電源設計經(jīng)驗，估計這些設計人員都在使用WEBENCH進(jìn)行設計。對于經(jīng)驗不足的設計人員而言，從諸多驅動(dòng)器IC、LED及被動(dòng)部件中找出最佳部件，然后設計最佳電路的做法會(huì )帶來(lái)很重的工作負擔。有時(shí)甚至需要幾周的時(shí)間才能設計出基本電路。

設計LED照明器具時(shí)，作為光源的LED以及用于實(shí)現所需放射特性的光學(xué)部件會(huì )受到重視。而電源電路設計往往會(huì )被推后，不過(guò)“經(jīng)常聽(tīng)到光學(xué)設計等進(jìn)展順利，卻因最后的電源電路設計而跌跟頭的例子”(國家半導體日本法人)。這種情況也對擴大WEBENCH的應用起到了積極作用。

圖9：使用WEBENCH時(shí)的設計畫(huà)面

可在同一畫(huà)面上，顯示電路圖及電氣特性的模擬結果，以及選定的部件一覽表等。還可利用左上方的圓盤(pán)改變電路面積、成本及特性等項目的優(yōu)先度。改變優(yōu)先度后，會(huì )顯示相應的電路構成等。圖片由國家半導體提供。

WEBENCH可顯示以成本、效率及安裝面積中的任意一項為優(yōu)先條件，同時(shí)考慮三個(gè)項目取得平衡的五種電路。用戶(hù)可從中選擇所需電路。模擬方面，備有對輸入功率的變動(dòng)作出響應的特性、調光時(shí)的動(dòng)作、啟動(dòng)時(shí)的動(dòng)作以及穩定狀態(tài)的電路特性模擬。用戶(hù)可在更改構成部件的同時(shí)優(yōu)化電路。各種模擬最長(cháng)可在5分鐘左右完成，因而不會(huì )對設計帶來(lái)影響。

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