基于FAN100的LED系統設計方案

0 引言

所有發(fā)光二極管無(wú)論其燈光顏色、尺寸大小或功率有甚不同，只要驅動(dòng)的電流恒定不變，它們都能充分發(fā)揮其性能。發(fā)光二極管生產(chǎn)商都會(huì )列明產(chǎn)品的規格，例如，數據表上會(huì )列出產(chǎn)品在指定正向電流(IF)而非正向電壓(VF)驅動(dòng)下的流明、光束波形及顏色。發(fā)光二極管的亮度隨電流的大小而不同，且制造出來(lái)的發(fā)光二極管，其電壓與電流曲線(xiàn)稍有差異，因而LED照明的亮度常隨電源電壓的變動(dòng)而無(wú)法穩定。為維持亮度穩定一致，需要發(fā)光二極管恒流驅動(dòng)器來(lái)實(shí)現。恒流驅動(dòng)器可以使得發(fā)光二極管工作在固定電流模式，因而亮度穩定性高。恒流驅動(dòng)器也讓發(fā)光二極管長(cháng)期工作在一定電流下，使其維持較長(cháng)壽命。發(fā)光二極管照明優(yōu)點(diǎn)是節能、安全，但由于恒定電流工作考慮，能耗亦相對增加，因此照明系統設計以低能耗為目標。前面提到恒流驅動(dòng)器的壓降在2 V以?xún)?，即是考慮低能耗的設計，若系統的電源端電壓與串接發(fā)光二極管壓降超過(guò)2 V以上，則需考慮以電壓轉換器來(lái)達到低能耗目標，但仍維持恒定電流工作模式。低能耗的電壓轉換器是以開(kāi)關(guān)式方式工作，依據反饋電路控制開(kāi)關(guān)周期，達到穩定輸出電壓。但為了維持發(fā)光二極管恒定電流工作狀態(tài)，反饋電路是以輸出電流來(lái)控制轉換器開(kāi)關(guān)周期。

目前市場(chǎng)上電源輸入系統為兩類(lèi)：一類(lèi)前端為AC電源輸入系統加上后端的電流控制模塊，此類(lèi)產(chǎn)品包括冷凍柜燈條、室內燈具、路燈、臺燈、MRl6、 ARlll等。另一類(lèi)為交流電源直接輸入系統整合AC／DC轉換器和恒定電流線(xiàn)路，此類(lèi)產(chǎn)品包括E27和GUl0等燈泡型LED燈、PAR燈、T5和 T8LED燈管。

本文采用恒流源驅動(dòng)二極管發(fā)光，發(fā)光二極管電流減小時(shí)，恒流源電路采集到變化(減小)的電流值，進(jìn)行放大后，傳輸給控制電路，控制電路對采樣信號進(jìn)行反相處理，輸出脈沖寬度增大，寬度增大的輸出脈沖驅動(dòng)功率轉換級的功率管，使得次級輸出電壓增加，這樣，串聯(lián)LED兩端的電壓也增大，于是，流過(guò)發(fā)光二極管的電流也增大，這就維持了發(fā)光二極管的電流恒定，同樣，若由于某種原因，使發(fā)光二極管的電流增大時(shí)，其控制過(guò)程相反，采用恒流源驅動(dòng)的方法，可克服大功率發(fā)光二極管管壓降的不一致和因溫度特性較差，管子的電流和發(fā)光效率變化的缺點(diǎn)。

1 硬件電路

1．1 FAN100簡(jiǎn)介

FAN100是一個(gè)初級端調節PWM控制器，以滿(mǎn)足高亮度(high brightness，HB)發(fā)光二極管(LED)市場(chǎng)的關(guān)鍵性需求。采用內置專(zhuān)有TRUECURRENTTM技術(shù)和嚴格的恒壓(constant voltage，CV)范圍，實(shí)現最精確的恒流(constant current，CC)控制，而無(wú)需使用次級端反饋電路。通過(guò)在較寬的電壓范圍內精確恒流，同樣的電路就可以用于數目不同的成串LED，從而提高設計靈活性、縮短上市時(shí)間，并延長(cháng)HBLED的使用壽命。由于這些PSR PWM控制器的高集成度，因此可以節省線(xiàn)路板空間，以配合燈泡外形尺寸不斷縮小的發(fā)展趨勢。

FAN100具有專(zhuān)有的節能模式，提供關(guān)斷時(shí)間調制功能，以線(xiàn)性方式減小輕負載狀況下的PWM頻率。另外，它們還通過(guò)減少次級端反饋電路和組件，最大限度地減小功耗(無(wú)負載下待機功耗O．15 W)。所有這些節能特性都是使電源符合嚴苛的能效法規所不可或缺的。此外，這些PSRPWM控制器更提供了穩健的保護功能如欠壓鎖定(UV-LO)、過(guò)壓保護(OVP)和過(guò)熱保護(OTP)。

1．2 整體電路

整體電路如圖1所示。

FAN100說(shuō)明：1腳為模擬輸入，電流檢測，連接到電流檢測電阻器的峰值電流模式控制恒壓模式，對目前的檢測信號，也提供了輸出電流調節的CC模式。 2、6腳為接地端子。3腳為模擬輸出。4腳為模擬輸出，電壓補償。5腳為模擬輸入，電壓端子。7腳為電壓參考。8腳為驅動(dòng)功率器輸出。