限流配電開(kāi)關(guān)在LED驅動(dòng)中的應用

　　高功率LED正越來(lái)越多地被運用于各種領(lǐng)域，包括汽車(chē)電子、照相手機閃光燈、舞臺燈光、場(chǎng)所照明、夜景照明、閃光燈、自行車(chē)燈和汽車(chē)行駛燈。本文將討論在LED應用中采用配電開(kāi)關(guān)的各個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

　　當前，限流配電開(kāi)關(guān)是設計者用來(lái)驅動(dòng)LED的最好選擇之一。這是因為配電開(kāi)關(guān)操作簡(jiǎn)單，而且能夠更好地控制對系統各種負載的配電。它的功能很簡(jiǎn)單：在開(kāi)關(guān)開(kāi)啟狀態(tài)下，允許電流流向負載，在開(kāi)關(guān)關(guān)閉狀態(tài)下，阻止電流流向負載。

　　這種開(kāi)關(guān)還具有限流功能，也就是說(shuō)，當開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)，負載的最大電流就等于開(kāi)關(guān)設定的電流限制值。這個(gè)限流功能正是設計一個(gè)恒流LED驅動(dòng)器所必需的。

　　為什么設計者會(huì )如此需要以恒流驅動(dòng)LED呢?因為流過(guò)LED的電流保持恒定狀態(tài)時(shí)，LED的光強度也是恒定的，即便在流過(guò)LED的電壓改變的情況下也不會(huì )改變。這是各種要求穩定的光強度的應用所必需的。

圖1

　　在所有限流開(kāi)關(guān)中，MIC2007的功率-封裝比是最高的，而電阻則一般僅為77mΩ。

　　以配電開(kāi)關(guān)作為恒流LED驅動(dòng)器

圖2

　　MIC2007可以在2.5V-5.5V的輸入電壓下工作。它是通過(guò)外置電阻器Rset來(lái)設定限流值的。限流值等于CLF/Rset，CLF為限流因數，一般是245(請參考MIC2007數據表暨電氣性能表)，而Rset 則等于0.7 kΩ。因此，限流值就是245/0.7 kΩ = 350 mA。

　　當開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，LED會(huì )試圖吸收盡可能大的電流，但由于開(kāi)關(guān)的限制，最大只能為350mA。因此，只要開(kāi)關(guān)打開(kāi)，而且開(kāi)關(guān)輸入電壓(Vin)在2.5V-5.5V的范圍之內，流過(guò)LED的電流就能一直保持在350mA。

　　有了限流開(kāi)關(guān)，LED的限流值就能通過(guò)改變Rset電阻器的值來(lái)在200 mA到2 A之間調整。如此寬的一個(gè)限流值范圍，可以適用于各種高功率LED，并使之能用于各種應用。

　　這一IC帶有Cslew管腳，Cslew和Vin之間的電容器通過(guò)它來(lái)連接。Cslew電容器可以用來(lái)延長(cháng)LED的開(kāi)啟時(shí)間。同時(shí)，它還帶有一個(gè)內置負荷放電晶體管(P-channel FET)。當開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，這個(gè)FET會(huì )放出輸出電流。

　　在某些應用中，需要逐漸開(kāi)啟和關(guān)閉LED，以使得觀(guān)眾不會(huì )因為光照條件的突然改變而短暫性失明。

圖3

　　在這里，開(kāi)啟的輸入和Vin是相關(guān)的，而對開(kāi)啟和關(guān)閉的控制則是通過(guò)給Ilimit管腳發(fā)一個(gè)5 V的信號來(lái)完成(圖3中沒(méi)有顯示Cslew管腳)。

　　要算出圖3中電路的限流值，需把0.5 kΩ和0.2 kΩ(3.33 kΩ和0.212 kΩ電阻器的等效電阻)相加，得出0.7 kΩ。這樣的話(huà)，限流值就是245/0.7 kΩ = 350 mA。另外，通過(guò)一個(gè)680 μF的電容器值，開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間被設定在300 ms。這個(gè)時(shí)間是這樣計算出來(lái)的：2.2 x R x C = 2.2 x 0.2 kΩ x 680 μF = 300 ms。其結果如下圖4中所示。

圖4

　　通道1是加到Ilimit上的0 5 V信號，而通道4則是通過(guò)LED的電流(Iled; 開(kāi)啟時(shí)間= 關(guān)閉時(shí)間= 300 ms)。

　　MIC2007可以在開(kāi)關(guān)開(kāi)啟且LED已點(diǎn)亮之后調節限流值。而通過(guò)改變限流值，就可以動(dòng)態(tài)調節LED的光強度。如圖5所示，有4個(gè)電阻器連接到Ilimit管腳。

圖5

　　如果4個(gè)電阻器的電阻值一致，LED光強度就可以有4個(gè)不同等級。將幾個(gè)電阻器連接到Ilimit管腳上，就能獲得幾個(gè)等級的LED光強度。

　　如果電阻器的電阻值不同，則可以通過(guò)采用不同的電阻器組合，來(lái)調節LED的光強度。比如，如果電阻值為R, R/2, R/4, R/8和R/16的5個(gè)電阻器都被采用，那么組合R, R/2 和R/4三個(gè)電阻器時(shí)LED的光強度就更低，而組合R/4, R/8和R/16三個(gè)電阻器時(shí)LED的光強度就更高。

　　MIC2000系列限流配電開(kāi)關(guān)可以允許最大2A的電流流向負載，這樣大的電流足夠用于系統中的大部分負載。限流配電開(kāi)關(guān)可以給目前眾多設計人員都在使用的高功率LED提供負載，以滿(mǎn)足當今市場(chǎng)中各種照明應用日益增長(cháng)的要求。