基于高边电流检测的大功率LED驱动芯片研究_图文(精)
论文大功率LED恒流驱动电路的研究与设计说明
目录摘要IVABSTRACTⅣ第一章绪论11.1白光LED发展的背景和意义11.2大功率LED发光原理31.3白光LED的发展简介31.4课题介绍与研究意义4第二章大功率LED驱动电路52.1白光LED的伏安特性62.2白光LED的连接方式72.2.1 串联驱动72.2.2 并联驱动82.2.3 混联驱动82.3大功率LED驱动电路的发展趋势8 2.4大功率LED驱动现状研究102.4.1 电阻限流电路102.4.2 线性控制电路112.4.3 电荷泵升压电路112.4.4 开关变换电路12第三章脉宽调制型(PWM)开关电源原理133.1电压控制模式143.2电流控制模式17第四章 LED恒流驱动电路设计19 4.1大功率LED驱动芯片的比较19 4.2LT3755芯片介绍204.3LT3755工作原理234.4设计电路24第五章总结27参考文献289致30大功率白光LED恒流驱动电路的研究与设计摘要近年来,大功率白光LED因其高效、节能、环保、寿命长、高可靠性等优点逐渐在照明领域获得广泛应用,已经开始替代白炽灯、荧光灯等传统照明光源,成为21世纪的新一代照明光源。
大功率白光LED产业的蓬勃发展有力地推动了LED驱动集成电路产业的前进,孕育着巨大的商机。
论文在简要介绍大功率LED的发光特性、伏安特性与其驱动方案的基础上,详细分析了Buck拓扑结构、PWM调制型开关电源电流控制模式和电压控制模式的优缺点,提出了一种基于PWM调制型Buck模式开关电源恒流驱动电路原理,利用LT3755芯片驱动大功率白光LED的设计电路。
该驱动电路具有1000:1高调光比(PWM调光)、低电流消耗、高效率、欠压保护、短路保护和开路LED保护等功能,适合驱动高亮度大电流LED。
[关键词]:大功率LED、开关电源、PWM、恒流驱动、LT3755AbstractIn recent years,Semiconductor lighting is widely used and is gradually replacing the incandescent and fluorescent lighting due to its advantages over conventional lighting of high efficiency,low energy consumption,low pollution,long lifetime and high reliability.The boom of high power white LED greatly promotes the development of integrated circuits for driving LED,which generates the enormous business opportunities.The thesis briefly introduces the characteristics of luminous flux curve and I-Vcurve of high power LED and its driving methods. Theoperating principles of Buck converter for driving High PowerLED are analyzed in detail. Compared with other drivingmode, switching power technology has high efficiency, so the thesis givesa LED buck mode driver using Chip LT3755 based on switching power technology. The driver in thispaper is a high frequency step-down DC-DC converter with the features of low power loss, high efficiency, 1000:1 PWM dimming,short-circuit protection, open-voltage protection, and is ideal for driving high current LED.Key words:high-power LED, Switching Power, PWM, constant-current driving,LT3755第一章绪论在电光源发展的一百多年来,光源照明电器己经经历了三个重要的发展阶段,这三个阶段的代表性光源分别为白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯。
大功率LED高频驱动电路的工作原理与设计方案
大功率LED高频驱动电路的工作原理与设计方案摘要:由于白光LED具有低成本、长寿命和小体积的特性,被迅速应用到了照明和背光等领域,其驱动电路也层出不穷,但大多数驱动源都没有解决效率不高,LED发光亮度不一致,发热量大等问题。
该文提出了一种基于恒流二极管的大功率LED 高频驱动方案,以带可控端的2THL系列恒流二极管为驱动元件,通过在控制端输入高频脉冲小信号控制恒流二极管通断,从而实现高频恒流驱动大功率LED这一目的。
调节脉冲信号占空比即可实现LED调光。
该文设计的驱动电路不仅能够保证LED 持续、稳定、高效地工作,在一定程度上减小了LED 芯片发热量,提高了LED 灯具使用寿命,并且对输入电源要求不高,整体可以节能40% 左右。
近几年来随着白光LED, 特别是大功率白光LED的出现,LED 作为一种新型绿色照明光源具有体积小、机械强度大、功耗低、寿命长,便于调节和控制以及无污染等特征,目前被应用到了汽车灯、交通灯、背光和照明等领域。
由于LED具有工作电压低,电流随电压指数增加等特点,传统电源一般都不能直接给LED供电。
LED驱动器应具有直流控制、高效率、调光、过压保护、负载断开、小型及简易使用等特点。
笔者设计大功率LED 驱动电路是基于2THL 系列恒流二极管的恒电流驱动方式。
通过引入高频控制信号缩短单位时间内的通电时间以减小LED 芯片发热量,提高LED发光效率。
1 LED工作特性目前市面上的大功率LED单颗功率从1W 到几百瓦不等,由于1W 以上大功率LED 大多是以1WLED管芯为基础封装成的,在此主要介绍一下1 WLED的工作特性。
(a)1W 白光LED工作特性曲线(b)LED发光强度与电流关系曲线(c)LED电流与工作温度关系曲线图1 1W 高亮度LED特性曲线图1(a)为1W 高亮度LED 正向压降(VF )和正向电流(IF )的关系曲线。
由曲线可知当正向电压超过某个阈值(约2 V )时即LED导通后,在一定电压范围内LED 的电流是成指数上升的。
大功率LED芯片模组的技术优势及应用_图文(精)
Outline¾Introduction on technology and market trend¾LED device technology and issues for solid state lighting ¾LED chip light source technology¾Conclusion2010-03-223Products and Technology:-High brightness LED technology: more than 95lm/W;–Blue LED chips:24mil,40mil,45mil,55mil–LED module light source:4W~25Wwas found in Feb, 2003 at Hong Kong with registered capital of 23 Million US Dollar. APT focus on Development and Production of High Power, high brightness LED product. Riding onthe IP developed by HKUST and through the 5 years continuous effort, APThas successfully resolved the hurdles in mass production of the Super High Brightness High Power LED products. APT own the IP for the LED chips and Modules it produces. The product is used in Solid state lighting, Street lighting, Special Lighting, where high light intensity and greenenergy is required.2010-03-224LED device performance forecast for SSL 2007 Efficacy commercial cool White (1m/W,25C Efficacy commercial warm White (1m/W, 25C LED Price Product($/klm Flux (1m/LED Input power (W/LED LED Life-(1000 hours • • • 2010 113 83 10 650 550 2012 135 105 5 1000 6.5 50 2015 168 138 2 1300 7 50 75 45 30 200 2.5 35 Efficacy for Cool white LEDs assume CRI=70>>80 & CCT: 4100~6500K; Warm white LEDs assume CRI=85 & CCT: 2800~3500K Efficacy assume @ 350mA LED device only (not include driver/fixture LED lifetime assume 70% lumnen maintenance “1Wdevice”@350mA Reference: NGLIA LED Technical Committee, HPLightingHigh Power LED Package Efficie ncy & • Issues Manufactured materials: 1. Phosphors and luminescent materials: Silicate, Nitride based material… 2. High temperature encapsulants - Resisting high temperature (~185C, long life encapsulants. i.e. long life high RI silicone resin 3. Mounting materials: high conductivity & high temperature resistance • LED packages and packaging materials: 1. Removing heat from the chip 2. High lumen output chips with low resistance contacts (Metal ceramic, All-metal… • Thermal design: 1. Removing heat away fr om the emitter chip 2. Reducing thermal resistance to keep LED device at a low operating temperature (8~9C/W>>5C/W 3. Electrical isolated thermal pad design • Optical coupling and modeling: 1. Extracting LED photons and getting them to the task 2. Coupling to multiple sources and the multi-shadowing problem• The whole LED industry technology integration to solve the following challenges for SSL Epi-wafers and chip tech. LED packaging tech. and materials LED driver/controller Optical system Lighting mechanism gap between LED and traditional lighting system - Maximize lighting efficiency: increase lm/W; - Optimize optical design: CCT, packaging frame, lm/package; - Increase the flux per lamp: klm/$, 600~4000lm/lamp; - Improve the reliability and performance: lifetime >30000hrs; - Optimize electrical design: LED driver, control ICChallenge and Problem for LED Solid State Lighting Extra cost of SSL due to conventional Lighting fixture and system mismatch; LED lighting fixture cost= 30% LED device cost + 70% LED support system (heat sink, driver, conventional structure, etc Necessary? Conventional lighting fixture Necessary? High power LED single chip Mid-power LED multi-chips replace high power LED chips for indoor lighting if the LED reaches 150lm/W. -- New LED lighting fixture should be used.Challenge and Problem for LED Solid State Lighting How do we change? New LED lighting fixture and system for the future general lighting: Spot light source source; panel light source, LED modules More lighting functions: dimming, smart light, multicolor; More comfortable lighting environment; Easy-to-use and low-cost2010-03-2214LED module light source technologies(1 Face-up LED chips; (2 Vertical LED chips;(3 Flip-chip LED chips。
大功率LED的驱动电路设计(PT4115应用)(精)
大功率LED 的驱动电路设计(PT4115应用)摘要:LED (light emitting diode )即发光二极管,是一种用途非常广泛的固体发光光源,一种可以将电能转化为光能的电子器件。
由于LED 具有节能、环保、使用寿命非常长,LED 元件的体积非常小,LED 的发出的光线能量集中度很高,LED 的发光指向性非常强,LED 使用低压直流电即可驱动,显色性高(不会对人的眼睛造成伤害)等优点,LED 被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。
而且随着LED 研发技术的不断突破,高亮度、超高亮度、大功率的LED 相继问世,特别是白光LED 的发光效率已经超过了常用的白炽灯,正朝着常照明应用的方向发展,大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。
本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路,并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。
该种驱动电路简单、高效、成本低,适合当今太阳能产品的市场化发展。
关键词:大功率LED ;驱动电路;恒流驱动芯片PT4115一、LED 主要性能指标:1)LED 的颜色:目前LED 的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色;2)LED 的电流:一般小功率的LED 的正向极限电流多在20mA 。
但大功率LED 的功率至少在1W 以上,目前比较常见的有1W 、3W 、5W 、8W 和10W 。
1W LED 的额定电流为350mA,3W LED 的750mA 。
3)LED 的正向电压:LED 的正极接电源正极,负极接电源负极。
一般1W 的大功率LED 的正向电压为3.5V~3.8V 。
4)LED 的反向电压:所允许加的最大反向电压。
超过此值,发光二极管可能被击穿损坏 LED 发光强度:光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度),单位为坎德拉(cd )。
5)LED 光通量:光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。
大功率led恒流源芯片
大功率led恒流源芯片LED(Light-Emitting Diode)是一种半导体光源,具有高效、节能、寿命长等优点,在照明、显示和信息传输等领域得到广泛应用。
为了驱动高功率LED,需要使用恒流源芯片来提供稳定的电流。
一、大功率LED恒流源芯片的原理大功率LED恒流源芯片的主要原理是通过反馈控制,保持LED电流的恒定。
它通常由一个电流检测电阻、一个比较器和一个功率驱动器组成。
1. 电流检测电阻:将LED串联电路中的电流转化成电压信号。
电流检测电阻的阻值大小直接影响到电流的测量精度。
2. 比较器:将电流检测电阻输出的电压信号与参考电压进行比较,生成一个误差信号。
误差信号表示实际电流与设定电流之间的差异。
3. 功率驱动器:根据比较器输出的误差信号,调整输出电流,使其接近设定电流。
功率驱动器通常采用PWM(脉宽调制)技术,通过调节脉冲宽度来控制输出电流。
二、大功率LED恒流源芯片的特点1. 高精度恒流输出:大功率LED恒流源芯片具有高精度的电流输出能力,能够保持恒定的电流,确保LED的亮度稳定。
2. 宽输入电压范围:大功率LED恒流源芯片通常能够适应宽范围的输入电压,从几伏到几十伏都可以正常工作。
3. 温度保护功能:大功率LED恒流源芯片通常内置了温度保护功能,当芯片温度超过一定阈值时,会降低输出电流,以保护芯片的安全性和寿命。
4. 高效率:大功率LED恒流源芯片通常具有高效率的功率转换能力,能够最大限度地减少能量损耗。
5. 可编程性:一些大功率LED恒流源芯片具有可编程功能,可以通过外部接口进行参数设置和调节,以满足不同应用的需求。
三、大功率LED恒流源芯片的应用大功率LED恒流源芯片广泛应用于以下领域:1. 照明应用:大功率LED恒流源芯片可以驱动高功率LED灯具,用于室内照明、道路照明、景观照明等。
2. 显示应用:大功率LED恒流源芯片可以用于驱动LED显示屏、大屏幕电视等,提供稳定的亮度和色彩效果。
大功率led驱动芯片
大功率led驱动芯片大功率LED驱动芯片是一种用于控制和驱动大功率LED灯的关键组件。
它能够提供所需的电流和电压,以确保LED灯的正常运行和良好的亮度。
本文将详细介绍大功率LED驱动芯片的原理、特点和应用。
大功率LED驱动芯片的原理主要涉及适配电压、控制电流和保护功能。
首先,它需要适配输入电压和频率以满足LED灯的使用需求。
其次,它可以通过调节电流来控制LED灯的亮度。
最后,它还具有过压、过流和过温等保护功能,以保证LED灯的长时间稳定运行。
大功率LED驱动芯片的特点主要包括高效率、可调光性和稳定性。
高效率是指芯片能够有效转换电能,减少能量损耗。
可调光性是指芯片能够根据需求调节LED灯的亮度,实现节能和环保。
稳定性是指芯片能够稳定工作,不受外界干扰和温度变化的影响。
大功率LED驱动芯片的应用非常广泛。
首先,它广泛应用于户外照明领域,如街道灯、车库灯和景观灯等。
由于其高效率和稳定性,使得LED灯具有更高的亮度和寿命。
其次,它还可以应用于室内照明领域,如商场、写字楼和厂房等。
由于其可调光性,使得LED灯在不同场景下可以灵活调节亮度。
在未来,随着科技的不断进步,大功率LED驱动芯片还有许多发展潜力。
首先,随着LED芯片技术的进步,驱动芯片也会越来越小型化和高集成化。
其次,随着智能化的发展,大功率LED驱动芯片将与智能控制系统相结合,实现更智能化和便捷的控制方式。
综上所述,大功率LED驱动芯片是实现LED灯高亮度和长寿命的重要组件。
它的原理、特点和应用都具有重要的意义。
随着LED技术的不断进步,相信大功率LED驱动芯片在未来会有更广泛的应用和发展。
大功率照明LED恒流驱动芯片的研制的开题报告
大功率照明LED恒流驱动芯片的研制的开题报告1. 研究背景随着LED照明技术的不断发展,LED灯具逐步替代传统照明设备,成为主流照明产品。
而LED驱动电路作为LED灯具的重要组成部分,就显得尤为重要。
恒流驱动是LED驱动电路中最为常见的方式,也是LED灯具能够达到稳定光输出的基础。
在LED照明应用中,大功率LED应用越来越广泛,如室内照明、道路照明、车灯、植物生长灯等等。
这些应用对驱动电路提出了更高的要求,比如更高的驱动电流和更高的通道功率,因此需要开发高效、稳定和可靠的大功率LED恒流驱动电路。
2. 研究目的和意义本研究旨在研发一种高效、稳定和可靠的大功率LED恒流驱动芯片,以满足大功率LED照明的需求。
具体的研究目标包括:(1)设计一种高效率、高可靠性的LED灯具恒流驱动电路,能够提供稳定的电流和电压输出,确保LED灯具的性能稳定和寿命长;(2)设计一种高功率LED灯具控制方案,能够适应各种LED照明应用场景,提高LED灯具的亮度和灵活性;(3)优化设计方案,尽可能减小芯片面积和功耗,在保证性能的同时,提升芯片的经济性和实际可行性。
本研究的意义在于:(1)提高LED灯具的性能和可靠性,增强LED照明的安全性和稳定性;(2)提高LED灯具的功率和光效,满足不同场景下的照明需求;(3)降低LED照明成本,提升市场竞争力。
3. 研究内容本研究将围绕LED大功率恒流驱动芯片展开,具体的研究内容包括:(1)LED灯具驱动原理的分析和研究。
对LED驱动电路的电学特性、控制策略等方面进行详细分析,为研发高效、稳定的LED恒流驱动芯片提供理论支持和指导。
(2)大功率LED恒流驱动芯片的设计与实现。
根据市场需求和研究目标,设计一款高效率、高可靠性、高功率的LED恒流驱动芯片,并进行实现和验证。
具体工作包括:电路方案设计、电路参数选取、芯片布局设计、板级验证等。
(3)芯片性能评估和优化。
通过实验评估芯片的性能指标,包括电流精度、功率效率、温度变化、EMI等方面,并进行优化,提升芯片的性能和实用性。
LED大功率芯片特性分析
13/31/2012 Scott Chen(),2• LED • LED • • •3Top 3 in InGaN CapacityWe Cover Full Visible Spectrum … …600 500 400 300 200 100 0造製片芯光白、藍 大三第球全 造製片芯光白、藍 大三第球全 造製片芯光白、藍 大三第球全 造製片芯光白、藍 大三第球全 造製片芯光黃、紅 大一第球全 造製片芯光黃、紅 大一第球全 造製片芯光黃、紅 大一第球全 造製片芯光黃、紅 大一第球全+32% +10%2006 2007 2008 2009 AlGaInP InGaN 2010 2011WW#1 in AlGaInP Capacity4YEARThere achievements could be attributed to:DELPopularizing LED TV:> 40% of all LED TVs feature chips manufactured by EPSITAR---Helping laptops adopt LED backlight:> 40% of all laptop backlights feature chips manufactured by EPISTAREncouraging mobile phone key pad LED backlight use:> 50% of all keypad backlights feature chips manufactured by EPISTAR5LEDLEDLED Chip Supplier from Taiwan World top 10 LED packaged device makerUnit: US Million2000 1500 1000 500 06RankCompan y2010 RevenueMarket Share%3 4 5ia M EE te k t ED D ds OS RA lS em r li gh ng aG Ev e In m ou su To yo d Lu Li t eo LG ni nL noNi ch6 7 81 USD = 30 NTSource: LEDinside / Epistar, 2011上華 谷泰 紀世新 鎵廣 圓璨 元鼎 磊光2iCRLEoseii leSa mSe元晶 元晶 元晶 元晶1659256 159 154 147 100 81 5741%16% 10% 10% 9% 6% 5% 4%Global Leading Economies of Scale: EPISTARWW#1 in AlGaInP Capacity Top 3 in InGaN Capacity600 500 400 300+10%7kpcs 2” per month+32%200 100 0200620072008 2009 AlGaInP InGaN2010201189LED’s benefits……1070lm60lm603050lm40lm5630 702030lmTNM/VT75lm up703068lm 60lm 62lm 58lm70200.8W upEMC52lm ~0.6WPCT36lm 36lm33lm 30lm20102011 30lm30lm201211High-end w/ local dimmingEntry (# , Thick )vs. NTSCR G-sNTSC=75%Y-sNTSC=68%R-n Y-nNTSC=72%Entry: 68%@Y R-n G-nNTSC=78%200920102011201212IndoorNew Lighting SolutionOutdoor13Progress in white-color lightingLED1415LED How long do they last?16LED Actualize Colorful & Amazing Human LifeLEDAdvantages of LEDs— — — — Lower power consumption Thinner and lighter Simple and flexible design Longer lifetime17— Environmentally friendly — Better viewing experience2012 2010 2008 2006 20044-element LEDsIndicator, Signage, Display, Automotive interior & exterior, Traffic signal, ….. Mobile-phone, Flash light, LCD backlight (NB, monitor, TV), Lighting2002 1970(AlGaInP LEDs) Nitride LEDs (InGaN LEDs)Next Wave...182010~…2008~2010…2002~2004CONFIDENTIAL 1912B USD By PKG 7.2B USD By PKG20• LED • LED • • •LED Evolution of Revolution2122p( pn) n()流洞电 型P()流子电 型N ()光LED? -1/223板基 板基 板基 板基Al2O324LED?-2/225LED2627(nm) =1240 Eg:λGaNGaN = 450 nm : Eg=1240/450= 2.756 eVλλλEg: Eg 3.4eV : =1240/3.4= 365 nm28p-padTCL p-GaN Active Layer n-GaN Buffer Layern-padAl2O3 SubstrateBackside metal (mirror)-fV fV -DEL DELp-padTCL p-GaN Active Layer n-GaN Buffer Layern-padN-pad N-GaN Active layer P-GaN Metal layerAl2O3 SubstrateConductive substrateBackside metal (mirror)Backside electrodefV fV -29Light-Emitting MechanismElectron-Hole RecombinationNEpiPActive Region Barrier Region Barrier Region EC ? EC E0eE0 ? EVhhEV! !2/1Chip Chemical CompositionTop Metal Contact Current Spreading N-cladding Ga xIn(1-x)N P-claddingSimplified Physics inside ECActive Layerλ=Eg EV1240 (nm) EgSubstrateBottom Metal ContactV = Eg/q = h• C / λ e eV =1240/λ λ = 470 nm ; V = 1240/470 = 2.64 V λ = 460 nm ; V = 1240/460 = 2.70 V λ = 450 nm ; V = 1240/450 = 2.76 VRelaxation by Phonon emission30Ohmic Contact P-GaN & MetalMQW Bulk ResistanceP-metal Sheet Resistance P-GaN BulK ResistancePN junction N-GaN Bulk ResistanceΩ Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω Ω2/2Ohmic Contact N-GaN & Metal N-metal Sheet ResistanceV = I x R ; I↑ : R more important 1.2 V = 0.12 A x 10 3.5 V = 0.35A x 1 031 Current SpreadingUsed to be poorthat’s obvious…Many ideas to improve…Hence many design optimizations…3.5 3.3 3.2 3.15VF709696(mW)PO32倒装芯片vs. 水平芯片Mesa P contact/mirror Insulator P/N padFlip Chip (N Fan outtype):Mesa P contact passivationP/N padNormal Chip (reference):33 Bumping and Solder MaterialBumping ChallengeHigh conductive resistance External Forcing熔點:-InAu: ~150C-PbSn: ~183C-Lead-free Solder(SAC): ~217C -AuSn: ~280C34倒装芯片的优点•低方装成本:•高光效:•高散热特性:?? 为甚么要封装且半导体还是打线封装多True! 由电流散布与阻光来说True! 不用透过封装35内容大纲•LED 产业发展趋势•LED 原理简介•大功率芯片特性介绍•高压芯片特性介绍•封装对芯片36大功率操作目的•注入电流越大,亮度越亮缺点•电光的转换效率不佳•电流聚集,不利于组件表现•更多的热产生副作用37Droop EffectRef.52.3%59.7%-20%40%Exp.-30%欲改善项目:•整体EQE 值大小 较高的EQE 值代表亮度更好•效率最高处的发生点 效率转折处越晚发生代表Droop Effect 不会太快发生•效率掉落差值 效率损失越少越好38高亮度LED 面临Droop Effect0.250.30.350.40.450.50.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.70Current (A)EQ E 操作電流亮度最高亮度最高,,但是Droop Effect 最嚴重亮度最低,,卻是Droop Effect 最輕微-x-yx > y !39 Current Spreading现象:•大电流直接向下导通(横向导通不佳)•电流聚集部份区域,因此部分区块不发光(浪费发光面积)•居部发热严重,增加副作用电流发生聚集的芯片电流可以散布的芯片40内容大纲•LED 产业发展趋势•LED 原理简介•大功率芯片特性介绍•高压芯片特性介绍•封装对与芯片• • • •DEL4142Green Policies from each country speed up the LED lighting adoption43Life Time Life Time Brand Brand Color Color Quality Quality Price Lm/W Lm/WEasy Easy Replacement Replacement• Price is the main focus and entry door for consumer marketEasiness of Easiness of buying buying44• 120 lm/W package can open up the 60W replacement bulb application • 160 lm/W package is needed for the 100W replacement---45M arket PullLm / $Technology Push真成夢美讓何如上術技﹔在存已場市!46PHILIPSOSRAMSHARPeat h TOSHIBAk? sinLEDONLE DPHILIPSSAMSUNGPanasonicTOSHIBANEC)$/ml( P/C )W/ml( η=>Driver PCB!!!4748LED490Space limitation Driver cost Power Factor DimmableDELHV & AC2WHVLV or HV10WIndoorLED Luminaire <2W No space Can not afford Not Required Required 2-10W Limited Low 0.5-0.9 Required NoOutdoor>10WCan afford higher driver cost > 0.9 No50DC LEDAC input ConverterAC LEDIntegrated Monolithic ChipDELHV LEDExternal Bridge Diode + Monolithic C hip。
具有调光功能的高功率因数LED驱动芯片的设计
具有调光功能的高功率因数LED驱动芯片的设计近年来,随着人们对绿色环保节能照明的需求不断增长,高功率因数LED驱动芯片的研发也越来越受到关注。
具有调光功能的高功率因数LED驱动芯片是一种能够根据实际需要调节灯光亮度的新型芯片。
本文将介绍这种芯片的设计原理和特点。
首先,具有调光功能的高功率因数LED驱动芯片的设计基于高功率因数校正技术。
高功率因数校正技术能够提高LED灯具的功率因数,减小对电网的污染。
该技术通过使用适当的电路拓扑结构和控制策略,使得驱动电路能够有效地将输入电流与输入电压同相,从而提高功率因数。
因此,这种芯片不仅能够满足照明需求,还能够减少能源浪费,降低能源消耗。
其次,这种芯片还具有调光功能。
调光功能能够根据实际需要调节灯光的亮度。
在传统的照明系统中,调光通常是通过改变电压或电流来实现的,但这种方法会降低功率因数。
然而,具有调光功能的高功率因数LED驱动芯片采用了先进的调光控制技术,可以在不降低功率因数的情况下实现灯光的调节。
通过控制芯片内部的电路,可以实现灯光的逐级调节,满足不同场景下的照明需求。
此外,这种芯片还具有高效性和稳定性。
高功率因数LED驱动芯片采用了先进的功率调节技术,能够实现高效的能量转换。
通过优化电路结构和控制算法,可以提高能量的利用率,减少能源的浪费。
同时,芯片具有良好的稳定性,能够在不同的工作条件下保持稳定的工作性能。
总的来说,具有调光功能的高功率因数LED驱动芯片是一种能够满足绿色环保节能照明需求的新型芯片。
它通过高功率因数校正技术和先进的调光控制技术,实现了灯光亮度的调节,同时具有高效性和稳定性。
这种芯片的设计不仅能够提高LED灯具的能量利用率,减少能源消耗,还能够提供灵活多样的照明效果,满足不同场景下的需求。
相信随着科技的不断进步,这种芯片将在照明领域发挥越来越重要的作用。
一种高集成度的高效LED驱动芯片研究
一种高集成度的高效LED驱动芯片研究随着科技的不断发展,LED(Light Emitting Diode)作为一种新型照明光源,在照明领域得到了广泛应用。
然而,传统的LED驱动电路存在一些问题,如体积庞大、效率低下等。
为了解决这些问题,研究人员提出了一种高集成度的高效LED驱动芯片。
这种LED驱动芯片具有高度集成的特点,将多个功能模块集成在一个芯片上,大大减小了电路的体积。
与传统的LED驱动电路相比,该芯片的封装更加紧凑,可以方便地安装在各种照明设备中。
同时,芯片内部的集成电路设计精巧,有效提高了电路的效率。
该芯片的核心部分是一个高效的DC-DC变换器,能够将输入电源的电压转换为LED所需的恒流源。
通过精确控制电流大小,该芯片可以确保LED的亮度稳定,并延长其使用寿命。
与传统的线性调节方式相比,该芯片的效率更高,能够减少能量的损耗。
此外,该芯片还具有过流保护和过温保护功能,能够有效保护LED免受损坏。
当电流超过设定值或温度过高时,芯片会自动关闭电路,避免LED过热或损坏。
为了满足不同照明需求,该芯片还具备调光功能。
用户可以通过外部控制信号来调节LED的亮度,实现灯光的亮度调节和色温调节。
这种灵活的调光方式,使得LED照明能够适应不同的环境需求。
总的来说,这种高集成度的高效LED驱动芯片在照明领域具有重要的应用价值。
它的小型化设计和高效率特性,使得LED照明更加节能环保。
同时,该芯片的过流保护和过温保护功能,能够延长LED的使用寿命,降低维护成本。
相信随着技术的不断进步,这种LED驱动芯片将会得到更广泛的应用,为照明行业的发展做出更大的贡献。
基于高边电流检测驱动LED
基于高边电流检测驱动LED
陈英;杨瑜
【期刊名称】《自动化与仪器仪表》
【年(卷),期】2011(0)5
【摘要】研究了一种采用高边电流检测的滞环控制LED恒流驱动芯片。
基于
0.5um5V/18V/40VCDMOS工艺,运用Hspice工具对电路进行仿真,仿真结果显示:在4.5V~28V电源电压范围内,-40℃~+125℃工作温度范围内,电路可为LED 提供恒定的350mA驱动电流,LED驱动电流为滞环变化的三角波,最大误差为
6.2%。
通过调节外部信号DIM的占空比可以调节LED的亮度。
【总页数】3页(P124-125)
【关键词】高边电流检测;滞环控制;PWM调光
【作者】陈英;杨瑜
【作者单位】四川大学锦江学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN364.2
【相关文献】
1.基于高边电流检测的大功率LED驱动芯片研究 [J], 谢治中;丁扣宝;何杞鑫
2.ROHM成功开发出照明用大功率LED驱动器模块最适合LED驱动器的高进度恒定输出电流 [J],
3.一种用于大电流LED驱动的高侧电流检测电路 [J], 刘岩;冯勇建;夏荣菲
4.基于驱动电流切变的大电流下LED正向电压-结温关系检测方法 [J], 陈军;林振衡;谢海鹤
5.基于高边电流检测恒流驱动LED [J], 陈英;杨瑜
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大功率LED的驱动电路设计(PT4115应用)(精)
大功率LED 的驱动电路设计(PT4115应用)摘要:LED (light emitting diode )即发光二极管,是一种用途非常广泛的固体发光光源,一种可以将电能转化为光能的电子器件。
由于LED 具有节能、环保、使用寿命非常长,LED 元件的体积非常小,LED 的发出的光线能量集中度很高,LED 的发光指向性非常强,LED 使用低压直流电即可驱动,显色性高(不会对人的眼睛造成伤害)等优点,LED 被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。
而且随着LED 研发技术的不断突破,高亮度、超高亮度、大功率的LED 相继问世,特别是白光LED 的发光效率已经超过了常用的白炽灯,正朝着常照明应用的方向发展,大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。
本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路,并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。
该种驱动电路简单、高效、成本低,适合当今太阳能产品的市场化发展。
关键词:大功率LED ;驱动电路;恒流驱动芯片PT4115一、LED 主要性能指标:1)LED 的颜色:目前LED 的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色;2)LED 的电流:一般小功率的LED 的正向极限电流多在20mA 。
但大功率LED 的功率至少在1W 以上,目前比较常见的有1W 、3W 、5W 、8W 和10W 。
1W LED 的额定电流为350mA,3W LED 的750mA 。
3)LED 的正向电压:LED 的正极接电源正极,负极接电源负极。
一般1W 的大功率LED 的正向电压为3.5V~3.8V 。
4)LED 的反向电压:所允许加的最大反向电压。
超过此值,发光二极管可能被击穿损坏 LED 发光强度:光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度),单位为坎德拉(cd )。
5)LED 光通量:光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。
用于LED驱动芯片的高低边电流检测电路
用于LED驱动芯片的高低边电流检测电路
杨卫丽;赵野;黑勇
【期刊名称】《微电子学与计算机》
【年(卷),期】2013(30)1
【摘要】本文介绍了一种适用于大功率LED驱动芯片的高低边电流检测电路.该检测电路可以根据实际应用系统不同实现高低边检测电路的自动切换,不需要额外设置,并且采用该电流检测电路的LED驱动芯片能支持升压、降压以及升—降压等多种拓扑结构的应用,为LED驱动芯片提供更广阔的应用市场.芯片采用CSMC
0.6μm 60VBCD工艺实现,测试结果显示当基准电压VREF为1.217V时,LED电流为371.3mA,采样比例与设计的基本一致,从而验证了该高低边电流检测电路的可行性.
【总页数】4页(P94-96)
【关键词】电流检测;LED驱动;汽车照明
【作者】杨卫丽;赵野;黑勇
【作者单位】中国科学院微电子研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN432
【相关文献】
1.用于Buck型电源芯片的电流检测电路 [J], 刘颖杰;冯全源
2.一种用于大电流LED驱动的高侧电流检测电路 [J], 刘岩;冯勇建;夏荣菲
3.用于AM-OLED驱动芯片的MDDI客端数据处理电路设计 [J], 李勇;魏廷存;李博;夏佳佳
4.基于LED驱动芯片BOOST环路的电流采样电路设计 [J], 聂海; 李森
5.用于AM-OLED驱动芯片的MDDI物理层传输电路设计 [J], 夏佳佳;魏廷存;李博;李勇
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一种用于高端电流检测的高精度放大器的设计
2011 年4月 JOURNAL OF CIRCUITS AND SYSTEMS April,2011 文章编号:1007-0249 (2011) 02-0001-06一种用于高端电流检测的高精度放大器的设计*杨旸, 吴晓波(浙江大学超大规模集成电路设计研究所,浙江杭州 310027)摘要:针对高端电流检测的技术要求,提出一种高精度超宽共模输入电压范围(Input Common-Mode Range,ICMR)的高端电流检测放大器的设计。
设计利用共基极输入结构对输入偏置电流的有效控制提高了信号传输精度,保证了系统的稳定性。
采用高精度的电流镜设计提高了放大精度,由PNP管和NMOS管组成的共射/共源甲乙类输出结构为放大器提供轨到轨的输出和较强的驱动能力。
放大器的ICMR达到0V~28V。
最低工作电压1.5V,最小工作电流38μA,闭环电压增益50V/V且保持恒定。
芯片在1.5μm BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺下实现。
测试结果表明芯片工作正常,预期的主要性能指标成功实现。
关键词:高端电流检测;电流检测放大器;高精度;低功耗中图分类号:TN432 文献标识码:A1 引言电流检测技术广泛应用于现代工业的各个领域,譬如过流保护电路、可编程电流源、线性及开关模式电源和电池充电器等[1~3]。
常用的电流检测方法是在电流检测点插入检测电阻,将待检测电流信号转换成电压信号,然后再通过放大器将此信号放大并作为最终的检测结果输出。
而根据电流检测点位置的不同,电流检测又可分为两种基本类型:低端电流检测和高端电流检测。
所谓低端电流检测是指将检测电阻插入在负载与地之间,而高端电流检测是指将检测电阻插入在电源与负载之间[4]。
低端电流检测的优点是电路结构简单,成本较低,易于实现;而缺点则是由于在地电位和负载参考基准之间串入了检测电阻,当负载电流变化时,负载的参考基准会变得不稳定从而影响系统性能。
更为重要的是,当负载发生短路时,此种电流检测技术就会失效。
一种用于大电流LED驱动的高侧电流检测电路
一种用于大电流LED驱动的高侧电流检测电路刘岩;冯勇建;夏荣菲【期刊名称】《厦门大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(055)004【摘要】针对 LED驱动中宽输入电压范围和高精度检测的要求,提出了一种高侧电流检测电路.采用互补金属氧化物半导体(CMOS)器件作为放大器,通过检测串联在电路中的采样电阻两端电压差的大小,用滞回控制方法控制电流回路的通断,能精确控制0.5~5 A 的输出电流,在5~40 V 电压下达到了3%的检测精度.该电路结构简单,通过0.6μm 5~40 V CMOS-双重扩散金属氧化物半导体(CDMOS)工艺流片验证,芯片测试结果表明电路工作良好,能满足要求.%This paper proposes a high-side current sensing complementary metal oxide semiconductor (CMOS)circuit which is ap-plied to high-brightness LED drivers.By detecting the voltage drop of a sense resistor in series and applying hysteresis control strate-gies,it controls the on-off of the current loop and has achieved a 3% accuracy while the output current varies from 0.5-5 A at 5-40 V input voltage.The circuit has been implanted in 0.6μm 5-40 V BCDMOS process,and the test shows that the circuit exhibits a satis-factory performance and can meet requirements.【总页数】4页(P592-595)【作者】刘岩;冯勇建;夏荣菲【作者单位】厦门大学航空航天学院,福建厦门361005;厦门大学航空航天学院,福建厦门 361005;厦门大学航空航天学院,福建厦门 361005【正文语种】中文【中图分类】TN431【相关文献】1.弹簧触指——一种适用于大电流高插拔寿命的接触部件 [J], 汪佐剑2.一种适用于降压DC-DC的改进型电流检测电路 [J], 池上升;胡炜;樊明辉;吴嘉士3.一种大电流高输出阻抗电流镜的设计 [J], 熊林;吕坚;蒋亚东4.一种适用于大电流DC-DC高精度电流采样电路 [J], 杨子航;徐卫林;韦雪明5.用于LED驱动芯片的高低边电流检测电路 [J], 杨卫丽;赵野;黑勇因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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BCD工艺,运用Cadence的SpectreS
工具对电路进行了仿真。结果表明,LED驱动电流为滞环变化的三角波,在8~23V输入电压范围内,:芯片输出驱动电流变化小于4%。芯片的实测数据与仿真结果基本二致,实现了恒流驱动大功率LED的功能。关键词:发光二极管;驱动/高边电流检测
中图分类号:TN312
作者简介:谢治中(1983一),男,重庆人,硕士研究生,研究方
向为电源管理和功率集成电路、功率器件设计。
决定。忽略电阻压降,其上限为‰。+u蹦+u魄,采用
25V
BCD工艺,24V的输入电压易于实现。VN,防
8方数据万
基于高边电流检测的大功率LED驱动芯片研究
止高压对下面普通MOS管电流镜的影响。47斗H;电源电压12V,接2个串联的LED灯;V。端
模
k’=五。+r珊粤,k。’=kn_‰粤
V
U0
UL
(6)
运算放大器将A点电位箝制于参考电压1.2
式中:厶。,‘。为设定的峰值、谷值电流;"Tog为从驱动电流大于设定值到功率开关关闭的系统延时;丁。为从驱动电流小于设定值到功率开关导通的系统延时;diffdt为电感电流变化率。
使开关导通,完成一个周期的动作,从而获得恒定的
平均驱动电流。电压调整器为芯片内部各模块提供工作电压:带隙基准源为电流检测和欠压保护提供参考电压:欠压保护模块用来防止芯片在低电源电压下工作;输出驱动模块驱动其后的功率开关管。
平均驱动电流值由内设的阈值k和k。决定,不存
在类似于峰值电流控制模式的反馈回路,具有自稳定性、动态响应迅速等优点,但同时由于将电流检测电阻R。接在开关源极与地之间,故存在衬偏效应。
在相同工作电流下.LED的正向导通压降因受工艺离散性的影响而呈现出一定的差异…,所以恒流驱动是白光LED的最佳选择。在LED恒流驱动芯片的控制模式中,线性控制模式效率低、过载能力差.其应用受到一定限制;开关控制模式效率高、应用灵活.受到了广泛关注:目前主流的峰值电流检测PWM模式,存在平均电流和峰值电流不一致的缺点:而最近出现的滞环电流控制模式[:_3】中.LED的
续流二极管VD截止…R
LED,L和开关管形成从电
源到地的通路,此时电感电流五增大,检测电压U。葛
基金项目:浙江省科技厅重大科技专项重点项目资助
(2006C11007)
定稿日期:2008—09—26
电路必须具有可达到24V的宽共模输入电压范围。由于为对称电流镜结构,vP2与VP。的源极电压相
等,故电路可检测的最高U。由VP:的漏源击穿电压
inScience
TechnologyDepartmentofZhejiangProvince(No.2006C11007)
1
引言
降低,当U岱小于设定的阈值时,芯片电流检测电路使开关关闭。一旦开关关闭,由于i:,不能突变,电感两端电压/2,。反向,VD导通,形成由VD,LED和£组成的回路。此时L释放开关导通时储存的能量,i,.减小,M圆升高,当M岱高于设定阈值时,电流检测电路
文献标识码:A
文章编号:1000—100X(2008)12—0008—02
Study
on
the
HighPowerLEDDriverwithHighSideCurrentSenseTopology
XIEZhi—zhong,DINGKou—bao,HE
Qi—xin
310027,China)
on
(InstituteofMicroelectronics&Photoelectronics,Zhejiang
process,thesimulationbyusingCadenceSpectreSshowsthatthe
current
can
becontrolledwithintherangeof
constant
4%whenthepowersupplychangesfrom8-23V.Theexptimeபைடு நூலகம்talresults
2.1滞环电流控制电路
滞环电流控制电路是芯片的核心,它设定了平
2电路原理及设计
图l示出芯片结构及应用电路。当开关导通时,
均LED驱动电流值,I皿和驱动电流的滞环范围,通过比较M岱与内建参考电压%来控制功率开关管
的导遥与关闭,实现对LED驱动电流;呦的滞环控制,其电路如图2所示。要检测电源电压U。的大小,
第42卷第12期2008年12月
电力电子技术
PowerElectronics
V01.42No.12
December,2008
基于高边电流检测的大功率LED驱动芯片研究
谢治中,丁扣宝,何杞鑫
(浙江大学,微电子与光电子研究所,浙江杭州310027)
摘要:研究了采用高边电流检测方案的大功率LED恒流驱动芯片。基于25
Abstract:ThehighpowerLEDdriverusinghighside
current
sense
University,Hangzhou
topologyis
studied.Basedthe25V1.5umBCD
LEDdrivingcurrentishysteresis,andtheoutputdriving
比较器
≯毪型:;N,
l也耐喙到‰,弩蒂镐霹
块
…牛}骶二嵩v泸
图2滞环电流控制电路框图
接1“F滤波电容。
图3a示出i∽的波形。它是滞环变化的三角波,在380~322mA之间变化,厶皿-351mA,略大于设定的350mA。i皿变化的峰峰值为58mA,大于设定值35mA。这是因为系统存在相对固定的延时丁,使得实际的电流峰值和谷值分别为:
achieved.
a-
greewiththesinmlation,andthedrivingfunctionis
current
Keywords:lightemittingdiode:driver/highside
Foundation
sense
Project:Suppoaed
byKey
Projects
将R。接在输入电源与LED之间,设计一种新的LED恒流驱动电路.通过对流过LED的驱动电流进行高边电流检测.全周期地检测和控制电感电流的大小,从而获得恒定的平均电流。由于功率开关管源极接地,不存在衬偏效应,因此可以获得较大的过驱动电压.降低了开关导通电阻。
图1芯片整体框图及外围降压式LED恒流驱动应用电路