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高效的LED車(chē)內照明設備的實(shí)現方法
作者：
時(shí)間：2016-12-15
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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圖１中LED電流由一電壓值( 13.5 V)決定，此電壓值不變，LED電流也隨之恒定。但如果此電壓值產(chǎn)生變化會(huì )怎樣呢？JFET恒流區域內不只有一個(gè)供電電壓偏置點(diǎn)。緊接著(zhù)線(xiàn)性區之后，隨著(zhù)JFET的壓降增加，JFET漏極電流基本上進(jìn)入夾斷狀態(tài)，電流的變化率也驟然減小(電流曲線(xiàn)即時(shí)斜率或導納減小)。因此JFET能夠在一個(gè)較寬的電池電壓變化范圍內( 9.5 V到14.5 V)提供一個(gè)相當可靠的恒定電流。
與電阻相比，利用JFET的恒流區產(chǎn)生恒定電流能獲得更好的效果。針對單一偏置電流制造出的LED所擁有的導通電壓服從正態(tài)分布，在電源電壓為13.5 V時(shí)，為了使輸出的電流保持在30mA，必須要解決由LED導通電壓的偏差所帶來(lái)的壓降問(wèn)題。此時(shí)如果想按照圖１電路正常使用LED，那恐怕需要安插大量電阻來(lái)補償電路中不同LED的不同正向電壓?？雌饋?lái)購買(mǎi)能覆蓋所有導通電壓范圍的LED(按照不同的導通電壓分類(lèi))有助于降低成本，但具有諷刺意義的是，這迫使用戶(hù)要儲存同等數量具有不同阻值的電阻。作為替代，如果使用圖5C中所示電路，恒流源或JFET將能夠忽略L(fǎng)ED的導通電壓，從而直接提供某一特定值的穩定電流。
圖6中所示的第三個(gè)區域是圖4區域中電壓達到40V之前的延續。在偏置情況下，在供電電壓從6V升至40V期間，由于元器件內溝道的電場(chǎng)作用使得JFET電流曲線(xiàn)呈現出折回形態(tài)。在溝道電場(chǎng)作用下，載流子被趕出溝道，此方式可有效減小JFET上的電流與功率損耗。這種自保護功能使得JFET在遇到極大的電壓時(shí)也能正常為L(cháng)ED偏置提供恒流驅動(dòng)。
到目前為止我們認為最壞的情況是持續供應18V電壓，然而雙倍電池供電電壓的情況也是存在的。車(chē)輛發(fā)電機/交流發(fā)電機甩負載時(shí)會(huì )產(chǎn)生大規模感應瞬變現象，這種現象會(huì )持續數百毫秒，而且有時(shí)供電電壓會(huì )在一分鐘內上升至26 V，有時(shí)會(huì )達到40V或更高。因此我們需要一個(gè)車(chē)輛負載保護方案。
圖7所示為40V以下BSR58的計算功率與它的理想恒流源功率，顯示出JFET電路的節電能力。30V壓降下190Ω電阻功率為4.7W，I_led為156mA。此類(lèi)電流帶來(lái)功率耗損過(guò)度并會(huì )縮短LED使用壽命。
使用JFET來(lái)為L(cháng)ED偏置提供電流已經(jīng)獲得廣泛認同，如果有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法能夠調整Idss值的大小那就更好了。圖8a中電路就是通過(guò)并聯(lián)3個(gè)30mA JFET產(chǎn)生90mA LED偏置電流的。圖8b中，將JFET與一個(gè)2.7 kΩ電阻并聯(lián)，使之通過(guò)微調Idss電流，在最大20V電壓下也能提供一個(gè)相當平穩的恒定電流。圖8c所示JFET與一個(gè)200Ω電阻串聯(lián)，這個(gè)電阻的作用是減小Vgs電壓，以此達到減小Idss電流的目的。
我們已經(jīng)看到，在許多汽車(chē)LED應用中通過(guò)使用電阻偏置電路配以BSR58 JFET恒流源，為我們帶來(lái)很大方便。這種恒流源無(wú)論在低、中、高線(xiàn)路電壓下都能勝任。此外，我們可以通過(guò)增加電阻或附加并聯(lián)的JFET很容易地調整JFET供電電流大小。然而通過(guò)JFET使LED偏置所帶來(lái)的最大優(yōu)勢是，我們可以忽略為補償每個(gè)LED固有的導通電壓差異所必需的大范圍電阻阻值。
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