多芯片LED与恒流源一体化混合集成设计
LED照明用恒流电源的实现方案
LED照明用恒流电源的实现方案恒流电源是一种用于驱动LED照明的电源装置，主要用于保证LED照明灯具工作时的电流稳定，从而提高照明效果和延长LED的使用寿命。
以下是实现恒流电源的一种方案。
1.恒流源原理及工作原理：恒流源原理是通过反馈控制的方式，根据LED的电压变化和设定的恒流值，调整输出电流的大小，始终保持恒定的电流流过LED。
工作原理如下：a.输入电源经过整流滤波电路，将交流电转换为直流电；b.启动电路将直流电转换为恒定的电流源，并经过反馈控制；c.反馈控制电路感知到LED电压的变化，将信号传递给恒流源；d.恒流源调整输出电流的大小，以保持设定的恒流值；e.恒流源输出的电流经过降压电路后驱动LED照明。
2.恒流源的设计要点：a.恒流源的电流稳定性：恒流源必须具备较高的电流稳定性，以确保输出的电流能够保持恒定，避免过大或过小的电流对LED造成损坏。
b.反馈控制电路的设计：反馈控制电路感知LED电压的变化，并将信号传递给恒流源进行调整。
合理设计反馈控制电路能够提高恒流源的精度和稳定性。
c.整流滤波电路：恒流源需要采用整流滤波电路将交流电转换为直流电，同时保证输出的直流电的质量，以保证恒流源的工作效果。
d.输出端的降压电路：恒流源需要通过降压电路将输出的电压调整至LED的工作电压范围，以保证输出电流能够恒定地流过LED。
e.温度控制：恒流源需要具备温度控制功能，以确保在高温环境下恒流源工作稳定，避免过热损坏。
3.具体实现方案：a.选择合适的恒流源芯片：根据实际应用需求选择具有良好性能的恒流源芯片，例如：AP8801芯片。
b.设计整流滤波电路：根据输入电压范围和质量要求设计合适的整流滤波电路，例如：桥式整流电路和电容滤波电路。
c.设计反馈控制电路：选择合适的反馈电路，例如：基准电压源和比较器构成的反馈控制电路，用于感知LED电压的变化并传递给恒流源芯片。
d.设计降压电路：根据LED的工作电压范围，选择合适的降压电路，例如：线性稳压芯片或开关稳压电路。
恒流源芯片9910
控制电压为低电平时，MOSFET关断，储能电感通过整流肖特基二极管释放能量，从而点这LED灯串。
由于高压供电，MOSFET应选用耐高压产品，RCS为电流检测电阻，MOSFET的电流流过RCS时，全产生一个电压降UCS，当VSC达到约250mV 阀值电压时，MOSFET关断，从而控制MOSFET管的开通/关断，使储能电感周期性的充电放电，完成对LED的恒流驱动，LED灯驱动的占空比为D=Vout／Vin。
通过储能电感的最大电流为I LM A X=250／R C S(mA)，通过LED的平均电流ILED约为3R×I L M AX。
RCS阻值不同，就可设置通过LED的驱动电流，R C S越小，输出电流越大。
R C S的选择公式如下：Rcs=250mV（I LED+0.5×I L）IL E D 为通过LED灯的电流；IL为通过电感L的峰值电流例如：IL ＝150mA IL E D=500mA 则RC S=0.43Ω（1）电感的选择电感的电感量的选用原则是确保流过电感的电流变化值，远小于通过电感的最大电流值。
在正常工作中，电感处于一个充电放电的状态，当输入电压和输出电压的压差较大时，应相应加大电感的值，当压差小时可以用较小的电感。
一般取值在几百微享到十几毫享，视实际应用而定。
（２）MOS 管的选择在220V交流供电情况下，首先要考虑MOSFET的耐压，一般要求MOSFET的耐压高于600V。
其次，根据驱动LED灯电流的大小，选择MOSFET的ID S最大电流。
一般情况下，应选用MOSFET的ID S最大电流是LED灯驱动电流的5倍以上。
另外MOSFET的内阻要小；RD S 应小于0.5欧以下，RD S越小，在MOS管上面的功率损耗越小，电路的变换效率就越高。
在12V/24V直流供电情况下，首先考虑的是ID S 最大电流值和RD S值，RD S越小越好，选择小于0.2欧以下的MOSFET管。
LED串并方式及恒压源恒流源的选择分析
LED串并方式及恒压源、恒流源的选择分析第一局部：根底分析篇考虑选用什么样的LED驱动器，以及LED作为负载采用的串并联方式，合理的配合设计，才能保证LED正常工作。
例如，驱动28盏LED时，可以设想的连接方法有六种。
一种是先串联14个LED〔LED串〕然后并联两条这样串联而成的LED串〔14串联×2并联〕。
除此之外，还有7串联×4并联、4串联×7并联、2串联×14并联、28串联×1并联、1串联×28并联等连接方式。
终究哪种连接方法最正确呢？【附：通常情况下，很多的朋友拿到LED电源，不知道怎么样区分恒压源和恒流源。
拿到一个LED电源，查看铭牌，找到输出电压这个关键参数：如果它的电压标称是一个恒定值，那么是恒压源。
如果是一个范围值，那么是恒流源。
例如：有一个电源它的输出电压是12V，我们那么确定这个是恒压源，如果它标称的是30-70V呢，那么这个电源一定是够恒流源。
】1、LED采用全部串联方式要求LED驱动器输出较高的电压〔如图1〕。
当LED的一致性差异较大时，分配在不同的LED两端电压不同，通过每颗LED的电流一样，LED的亮度一致。
图1图2当某一颗LED品质不良短路时，如果采用稳压式驱动〔如常用的阻容降压方式〕，由于驱动器输出电压不变，那么分配在剩余的LED两端电压将升高，驱动器输出电流将增大，导致容易损坏余下的所有LED。
如采用恒流式LED驱动，当某一颗LED品质不良短路时，由于驱动器输出电流保持不变，不影响余下所有LED正常工作。
当某一颗LED品质不良断开后，串联在一起的LED将全部不亮。
解决的方法是在每个LED两端并联一个稳压管，当然稳压管的导通电压需要比LED的导通电压高，否那么LED就不亮了。
2、LED采用全部并联方式要求LED驱动器输出较大的电流，负载电压较低〔如图3〕。
分配在所有LED 两端电压一样，当LED的一致性差异较大时，而通过每颗LED的电流不一致，LED的亮度也不同。
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。
精密恒流源芯片
精密恒流源芯片精密恒流源芯片（Precision Constant Current Source Chip）是一种集成电路芯片，用于提供稳定的恒定电流输出。
它可以广泛应用于各种需要恒定电流供应的电路和系统中，如LED照明、激光驱动、电池充放电管理等领域。
一、精密恒流源芯片的原理和特点精密恒流源芯片基于负反馈原理工作，通过对输入电压进行精准调节和控制，使得输出电流始终保持恒定。
其主要特点包括以下几个方面：1. 高精度：精密恒流源芯片具有很高的电流输出精度，可实现毫安级别甚至微安级别的恒流输出，满足对电流精度要求较高的应用场景。
2. 宽输入电压范围：精密恒流源芯片能够适应不同的输入电压范围，通常可以支持从几伏到几十伏的输入电压，并能在这个范围内保持恒定的输出电流。
3. 温度稳定性好：精密恒流源芯片在不同的温度环境下，能够保持输出电流的稳定性，不受环境温度的影响。
4. 低功耗：精密恒流源芯片在工作时消耗的功率较低，能够提高系统的能效。
精密恒流源芯片具有广泛的应用前景，在许多领域都有重要的作用。
1. LED照明：精密恒流源芯片可以用于LED照明系统中，通过提供恒定的电流，确保LED的亮度和颜色的稳定性，提高照明效果和寿命。
2. 激光驱动：精密恒流源芯片可以用于激光器的驱动电路中，通过提供恒定的电流，确保激光器输出的功率和波长的稳定性。
3. 电池充放电管理：精密恒流源芯片可以用于电池充放电管理系统中，通过提供恒定的充电或放电电流，实现对电池的精确管理和保护。
4. 传感器驱动：精密恒流源芯片可以用于传感器的驱动电路中，通过提供恒定的电流，保证传感器的工作稳定性和精度。
5. 仪器仪表：精密恒流源芯片可以用于各种仪器仪表中，如电流源、电压源等，通过提供稳定的电流输出，实现对被测量对象的准确测量。
三、精密恒流源芯片的发展趋势随着科技的不断进步和需求的不断增加，精密恒流源芯片的发展也呈现出一些新的趋势。
1. 集成度提高：精密恒流源芯片的集成度将不断提高，功能更加丰富，体积更小，功耗更低，以满足对集成度要求越来越高的应用需求。
LED恒流驱动芯片及系统应用方案0112
LED恒流驱动芯片及系统应用方案颜重光高工北京大学上海微电子研究院兼职研究员2010年12月18日13:30—16:30深圳华侨城海景奥思廷酒店西翼楼三楼一品厅LED照亮2010上海世博会LED绿色照明灯具高亮度LED驱动主要市场LED恒流驱动芯片及系统应用方案1）LED光源的工作原理；2）LED恒流源低压大电流驱动芯片及典型应用；3）LED恒流源非隔离驱动芯片及典型应用；4）LED恒流源隔离驱动芯片及典型应用；5）LED灯具可控硅调光方案；6）LED日光灯驱动电源方案；7）LED照明系统应用方案;8）各国对LED驱动器的PFC或THD要求。
要求LED灯具驱动工作原理LED光源工作原理•LED光源工作的主要参数是V F/I F，其它相关的是颜色/波长/亮度/发光角度/效率/功耗。
•V F正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态。
发光建立个正常的工作状态•I F正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正比例。
•LED V F标称电压：3.4V±0.2V （WLED）。
工作电流按应用需要选用各挡不能混用•LED I F工作电流按应用需要选用，各挡不能混用。
LED Lamp用各档LED电流：照明用LED 光源功率LED 灯具常用WLED 二极管:1）小功率W LED ：I F =15‐25mA草帽灯如I F =20mA 草帽灯、SMT 。
2）大功率W LED ：I F =200‐1000mA如高亮功率W LED ，1W/ I F =350mA ，大功率照明用LED其封装从成品来看是单颗芯片3W/ I F =700mA ；3）功率LED 管芯按特殊要求绑装从成品来看是单颗片的，其实是用N 颗LED管芯封装在一个单位里的。
它们的排列组合是串并定的W LED ；联，它们是N个串联，再N个并联，然后由二点联接电源。
室内LED 照明驱动基本方案LED 灯电源驱动基本方案如右所示。
驱动电源有内置在灯杯内的，如MR16、E27、PAR30 、PAR38 、日光灯等；也有外置在LED 光源灯具周边的，如嵌灯、筒灯、格栅灯、投光灯等。
3款LED显示屏驱动芯片比较
专用芯片的主要参数和发展现状
专用芯片具有输出电流大、恒流等基本特点,比较适用于要求大电流、画质高的场合,如户外全彩屏、室内全彩屏等。专用芯片的关键性能参数有最大输出电流、恒流源输出路数、电流输出误差(bittobit,chiptochip和数据移位时钟等。
1 最大输出电流
目前主流的恒流源芯片最大输出电流多定义为单路最大输出电流,一般90mA 左右。电流恒定是专用芯片的基本特性,也是得到高画质的基础。而每个通道同时输出恒定电流的最大值(即最大恒定输出电流)对显示屏更有意义,因为在白平衡状态下,要求每一路都同时输出恒流电流。一般最大恒流输出电流小于允许的最大输出电流。
2 恒流输出通道
恒流源输出路数有8位(8路恒源)和16位(16路恒源)两种规格,现在16位源占主流,其主要优势在于减少了芯片尺寸,便于LED驱动板 PCB布线,特别是对于点间距较小的LED驱动板更有利。
3 电流输出误差
电流输出误差分为两种,一种是位间电流误差,即同一个芯片每路输出之间的误差;另一种是片间电流误差,即不同芯片之间输出电流的误差。电流输出误差是个很关键的参数,对显示屏的均匀性影响很大。误差越大,显示屏的均匀性越差,很难使屏体达到白平衡。目前主流恒流源芯片的位间电流误差(bittobit一般在±6%以内,chiptochip片间电流误差在±15%以内。
MBI5028驱动芯片
MBI5028台湾MBI聚积科技)公司推出的一款有可编程电流增益功能的LED屏驱动芯片。内置串并移位寄存器和输出锁存器,且采用 PrecisionDr技术以得到更优良的电气特性。MBl5028最大串行时钟频率为25MHz,片间电流误差一般在±6%以内,位间电流误差一般在±3%以内,最大输出电流为90mA
OC6701升压型LED恒流驱动器
典型应用电路图概述 OC6701 是一款高效率、高精度的升压型大功率LED 恒流驱动控制芯片。
OC6701内置高精度误差放大器，固定关断时间控制电路，恒流驱动电路等，特别适合大功率、多个高亮度LED 灯串恒流驱动。
OC6701采用固定关断时间的控制方式，关断时间可通过外部电容进行调节，工作频率可根据用户要求而改变。
OC6701通过调节外置的电流采样电阻，能控制高亮度LED 灯的驱动电流，使LED 灯亮度达到预期恒定亮度。
在EN 端加PWM 信号，还可以进行LED 灯调光。
OC6701内部集成了VDD 稳压管，软启动以及过温保护电路，减少外围元件并提高系统可靠性。
OC6701采用SOP8封装。
特点 宽输入电压范围：3.6V~100V 高效率：可高达95% 最大工作频率：1MHz CS 限流保护电压：250mV FB 电流采样电压：250mV芯片供电欠压保护：3.2V 关断时间可调 智能过温保护 软启动内置VDD 稳压管 应用LED 灯杯电池供电的LED 灯串 平板显示LED 背光 大功率LED 照明封装及管脚分配管脚定义管脚号管脚名描述1 GND 接地2 EN芯片使能，高电平有效；可做PWM调光脚。
3 COMP 频率补偿脚4 FB 输出电流检测反馈脚5 DRV 驱动端，接外部MOS管栅极6 CS 输入限流检测脚7 TOFF 关断时间设置8 VDD 芯片电源极限参数（注1）符号描述参数范围单位VDD VDD端最大电压 5.5 V-0.3~VDD+0.3 VV MAX EN、DRV、COMP、FB、TOFF和CS脚的电压P SOP8SOP8封装最大功耗0.8 WT A工作温度范围-20~85 o CT STG存储温度范围-40~120 o CT SD焊接温度范围（时间小于30秒）240 o CV ESD静电耐压值（人体模型）2000 V注1：极限参数是指超过上表中规定的工作范围可能会导致器件损坏。
实用恒流源电路设计
实用恒流源电路设计一、恒流源基础知识恒流源是一种能够提供稳定且恒定电流的电源。
在电子电路中，它通常被用于为放大器、LED等负载提供稳定的电流。
根据负载类型和要求，可以选择不同的恒流源类型，如晶体管恒流源、集成芯片恒流源等。
在选择恒流源时，需要考虑以下因素：1、负载电流：恒流源输出的电流应能够满足负载的要求。
2、电压输出：恒流源输出的电压应能够满足负载的要求。
3、稳定性：恒流源输出的电流应尽可能保持不变。
4、功耗：恒流源本身的功耗应尽可能低，以提高效率。
二、反激式半桥式全控整流电路设计反激式半桥式全控整流电路是一种常见的恒流源电路，它具有简单、可靠、易于控制等优点。
下面将介绍该电路的设计步骤：1、确定输出电流和电压首先需要确定恒流源的输出电流和电压，这可以根据负载的要求来确定。
例如，如果需要为LED提供恒定的电流，则可以根据LED的额定电压和电流来确定恒流源的输出电压和电流。
2、选择磁芯和匝数根据输出电流和电压的要求，选择合适的磁芯和匝数。
通常情况下，可以选择铁氧体磁芯或坡莫合金磁芯。
需要注意的是，选择的磁芯应能够承受一定的直流偏置电流和交流电流。
3、设计初级电路初级电路是反激式半桥式全控整流电路的重要组成部分，它主要包括输入电源、整流器、滤波器等部件。
在设计初级电路时，需要考虑输入电源的电压范围、整流器的型号和电压降等因素。
此外，还需要加入适当的滤波器以减小整流器产生的谐波对电网的影响。
4、设计次级电路次级电路是反激式半桥式全控整流电路的另一个重要组成部分，它主要包括输出滤波器、电压反馈电路等部件。
在设计次级电路时，需要考虑输出电流的波形和稳定性。
通常情况下，可以采用LC滤波器来减小输出电流的谐波分量。
同时，加入电压反馈电路可以增加整个电路的稳定性。
5、选择控制IC最后需要选择一个合适的控制IC来控制整个反激式半桥式全控整流电路的工作过程。
通常情况下，可以选择具有PWM控制功能的IC来实现这一功能。
基于PSoC大功率LED恒流源驱动器的设计
［ ］欧阳明星． １ 多路输 出精密 电镀 恒 流 源设 计 ［ ］ Ｊ ．电测 与仪 表 ，
２ ０ ，１ １ ）：５—６ ． ０ ７ １ （２ ５ １
［ ］范新强 ， ２ 姚兴辉． 于单 片机控制 的高精度 直流电流 源系统 的 基 开发［ ］ 工矿 自动化 ，０ ６，２ ６ ：９— ０ Ｊ． ２０ １ （ ）４ ５ ．
通 过显示 电路实现 电流值显示 。
整流滤波 卜 调整电路 叫
辅 助 电源
放大 器
保护 ， 能确保其工作安全 可靠 。
３ 在 智 能照 明 中的应用
Ｐｏ Ｓ Ｃ采用 发射芯 片 Ｃ Ｒ ７ ３ ， 用赛 普拉 斯 宽 Ｙ Ｆ９ ６ 采
带 （ｙｒｅ ｆ ｅｔ， ｙ ｉ 方 案 。２ ４Ｇ ｚ ｃｐｅｓ ｄｌｙ Ｃ Ｆ） ｉ ｉ ． Ｈ 频段 非 常 拥 挤， 且干扰 和噪声强 。该 解决 方案 采用 了直接 序列 展
．
ＡＤ ， Ｉ 。
ｌ
主
பைடு நூலகம்
主
送 出去 ； 收端将 收到 的信号解调之后 ， 接 再用直接序 列 展频编码相反 的程 序将数 据解 出。 同时 ， 方案 还具 有 多通道 、 低功耗等特点 。
在 Ｃ Ｆ 方案中 ，ｓＣ采用发射芯片 Ｃ Ｒ ７ ３ ｙｉ Ｐｏ Ｙ Ｆ ９ ６实
４ 结束 语
本 系统以具有丰富片上资源的赛普拉斯 Ｐ ｏ Ｓ Ｃ作为
控制核心 ， 减少 了外 部 电路设计 ， 约设计时 间和板上 节
２ 软件 系统设 计
软件系统 的任务主要有 Ａ Ｄ转换 、 ／ ／ Ｄ Ａ转换 和调 整处理等 。主系统加 电后 ， 首先 完成系统初始化 ， 打开 中断 ； 无线信号扫描程序 。获取 预置电流值后 ， 根据预 置值完成设定 电流值 ， 并通 过 Ｌ Ｄ显示输 出电流值及 Ｃ 系统工作是否正常 ］ 。主程序 流程如图 ３ 所示 。
led恒流源驱动芯片
led恒流源驱动芯片
LED恒流源驱动芯片，也称为LED驱动芯片，是用于控制和驱动LED（发光二极管）的电子芯片。
LED恒流源驱动芯片的主要功能是确保LED稳定的工作电流，以提供一致的亮度和色彩。
LED恒流源驱动芯片通常具有以下特点和功能：
1.恒流源：LED驱动芯片内部集成了恒流源电路，用于提供
稳定的电流给LED，以确保亮度稳定且不受电源和环境变
化的影响。
2.电源管理：驱动芯片通常具有宽输入电压范围，可以适应
不同的电源供应电压，并对电源电压进行稳定和过压保护。
3.PWM调光：一些驱动芯片允许通过脉冲宽度调制（PWM）
信号调节LED的亮度，实现灯光的调光和效果控制。
4.温度保护：LED驱动芯片通常具有内置的温度传感器，可
以监测LED的温度，并在过热时保护LED。
5.故障保护：驱动芯片通常具有开路、短路和过流保护功能，
以保护LED和芯片免受损坏。
6.控制接口：驱动芯片通常具有用于控制和设置的数字或模
拟接口，例如输入电流控制、PWM输入、串行接口等。
LED恒流源驱动芯片广泛应用于照明、显示、指示和其他LED 应用中，提供可靠和高效的LED驱动控制。
具体使用哪种驱动芯片取决于LED的要求、应用场景和设计需求。
半导体激光器LD恒流源驱动电路的设计与实验
半导体激光器LD恒流源驱动电路的设计与实验这款半导体激光器的恒流源驱动电路，是根据实际的项目需求进行设计的。
项目要求是半导体激光器得根据探测距离，能改变输出光功率，这就要求半导体激光器的驱动电路输出的电流是可调的，这样现阶段几种半导体激光器驱动电路中只有恒流源驱动电路可以做到这一点，实现这种功能是通过改变恒流源电路的基准电压而实现的。
进行恒流源驱动电路的设计的方法是在先仿真的基础上进行的，项目所需要的恒流源驱动电路的设计参数是恒流源输出电流是0-1A可调。
1恒流源软件仿真为精确仿真出结果，为以后的设计提供理论依据，选用的电路仿真软件是NI公司的Multisim10软件，该款软件经历几代的发展，功能不断的完善，其数据库包含常用的所有元器件，能进行模拟电路的仿真、数字电路的仿真，其仿真结果的准确性高，能为设计提供设计依据。
恒流源仿真结果恒流源仿真电路选取了单电源供电的集成运放LM2900N、功率管IRF540、供电的电源电压是9V，为测量电路输出的电流，将万用表调整到电流档串联到电路中进行测量，以上图可见、设计的电路是很简单的。
集成运放U2B的作用是将采样电阻所测得电压反馈回输入端，通过集成运放U2A与输入端的基准电压进行比较。
恒流源仿真电路是一款很经典恒流源电路，具有的优点是电路稳定性很高、这款恒流源电路在基准电压不变的情况下，可以很容易的进行恒流源输出电流大小的调整，因为只需要调整电阻3R、3R的阻值即可。
R R 、基准电压选仿真结果显示，当将采样电阻的阻值选为1欧姆、341取为2V时，仿真结果得到的电流是1.5A。
在仿真过程中、通过选取不同的基准电压和3R、3R的值可以得到不同的电流值，这样仿真结果为实际的电路设计提供很好参考依据。
为了进一步简化恒流源驱动电路的设计、又作了如下的设计仿真。
选取的功率管是IRF530、采样1R的阻值为1欧姆、选取的电压比较器是单电源供电的集成运算放大器LM2900N，在电路仿真中，可以看见当基准电压选为1V、采样电阻为1欧姆时，恒流源的输出电流是0.9A，这与理论推导的结果完全一样。
LED点光源恒流驱动芯片UCS1903(含NOTE)
产品概述UCS1903是三通道LED（发光二极管显示器）驱动控制专用电路，内部集成有MCU 数字接口、数据锁存器、LED高压驱动等电路。
通过外围MCU控制实现该芯片的单独辉度、级联控制实现户外大屏的彩色点阵发光控制。
产品性能优良，质量可靠。
主要特点●输出端口耐压15V●芯片内置稳压管，电源端需串电阻到IC VDD脚，无需外加稳压管●辉度调节电路（256级辉度可调）●内置双RC振荡，并根据数据线上信号进行时钟同步，在接受完本单元的数据后能自动将后续数据进行整形转发●内置上电复位电路●PWM控制端能够实现256级调节，扫描频率不低于400Hz/s●串行接口级联接口，能通过一根信号线完成数据的接收与解码●线性传输时，可无限级联●任意两点传输距离超过10米而无需增加任何电路●当刷新速率30帧/秒时，低速模式级联数不小于512点，高速模式不小于1024点●数据发送速度可达400Kbps与800Kbps两种模式●采用预置恒流模式，并根据红灯发光强度弱的原理，使OUTR输出口的电流略大于OUTG与OUTB，白光效果更佳。
引出端排列引出端功能8最大额定值（如无特殊说明，T A＝25℃，V SS＝0V）推荐工作范围（如无特殊说明，T A＝−20～＋70℃，V SS＝0V）电气参数（如无特殊说明，T A＝−20～＋70℃，V DD＝4.5～5.5V，V SS＝0V）开关特性（如无特殊说明，T A＝−20～＋70℃，V DD＝4.5～5.5V，V SS＝0V）功能说明芯片采用单线通讯方式，采用归零码的方式发送信号。
芯片在上电复位以后，接受DIN 端打来的数据，接受够24bit后，DO端口开始转发数据，供下一个芯片提供输入数据。
在转发之前，DO口一直拉低。
此时芯片将不接受新的数据，芯片OUTR、OUTG、OUTB三个PWM输出口根据接受到的24bit数据，发出相应的不同占空比的信号，该信号周期在4ms。
如果DIN端输入信号为RESET信号，芯片将接收到的数据送显示，芯片将在该信号结束后重新接受新的数据，在接受完开始的24bit数据后，通过DO口转发数据，芯片在没有接受到RESET码前，OUTR、OUTG、OUTB管脚原输出保持不变，当接受到24µs 以上低电平RESET码后，芯片将刚才接收到的24bit PWM数据脉宽输出到OUTR、OUTG、OUTB引脚上。
全集成的可调光白光LED驱动芯片的设计
芯片框图如图２所示，它可以划分为基准电压， 片上调光和恒流源３个模块。
‰Ｊ堆准电
—１，Ｋ模块
比较器单元
数模转｜｜锯齿波产 调光信号 换单元｜｜生单元
缓冲器 单元
光燃模块睫一 恒流源模块
图２ ＬＥＤ驱动芯片的系统框图
Ｆｉｇ．２ Ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｐ０８ｅ（ｔ ＬＥＤ ｄｒｉｖｅ ｓｙｓｔｅｍ
数模转换单元将输入的三位数字调光信号转换 为模拟电平送到比较器单元的正相输入端；振荡器 模块是一个固定为２５ ｋＨｚ的压控振荡器¨引。控制 电压由基准模块产生。我们选择２５ ｋＨｚ作为工作 频率主要考虑到超出听觉范围从而避免芯片产生噪 声，并在此基础上降低频率来提高芯片的效率。振 荡器产生的方波信号送入锯齿波产生单元。锯齿波 单元通过不断的控制电容随方波信号充电和放电， 将其转化为锯齿波并送人比较器单元的负相输入 端。因此，比较器单元可以将差分输入端信号的微 弱不同放大。这样，片上调光模块的输出就可以根 据调光信号的不同而产生不同的ＰＷＭ信号。片上 调光模块的ＰＷＭ输出信号如图３所示。
来控制其发光亮度。然而，由于ＬＥＤ的发光机理是
依靠其内部电子的跃迁，并且白光ＬＥＤ是一种混合
发光器件，这就导致了调节其工作电流的时候，会导 致各个色彩的光谱成分比例发生变化，从而导致发 出的白光色彩发生变化。即使比例不变，由于人眼 对各种光谱的不同敏感程度，也会发生可见的色彩
偏移。要保证ＬＥＤ的色彩不出现偏移，即其发射的 光谱成分比例不发生变化，就必须要保证通过ＬＥＤ
文献标志码：Ａ
Ｔｈｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｆｕｌｌｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｉｍｍａｂｌｅ Ｗｈｉｔｅ ＬＥＤ Ｄｒｉｖｅ Ｃｈｉｐ
ＹＡＮＧ Ｙｕａｎ，ＳＯＮＧ Ｚｈｅｎｇ·ｈｕａ，ＧＡＯ Ｙｏｎｇ
LED台灯设计原理及实现方案
LED光源驱动电路
• LED光源的驱动电路就是把12V直流电压变 换成稳定的恒流源，电路的设计本着删繁 就简、节省成本的原则，应该从能完成这 个电路设计要求的众多LED驱动芯片中选择 集成度高、性能较好、应用电路简单、价 格较平的性价比有优势的芯片。因此选择 驱动电路外围器件少的驱动芯片是生产成 本的首要考量。 • 如图：
原图为交流电压输入电路图以及零件如图?led光源驱动芯片的恒流精度对于led灯具生产厂家而言是至关重要的目前led光源驱动ic的恒流精度批量生产时都会有一定的离散性led灯具生产厂家在批量生产调试时同样的电源同样的led光源负载同样的恒流源电源板因同一型号的不同驱动ic其恒流精度的个性差异会导致恒流源电源板输出电流产生一定的公差使同一led光源负载的发光亮度有所不同这就会增加恒流源电源板大批量生产时在线调试的时间影响生产力
• 适配器的选择 • 适配器为本方案LED台灯提供稳定的交流电源->交直流降压变换， 它的实时带载输出能力将影响本方案LED台灯的性能，用于本方 案3X1W白光LED台灯的适配器，它在带载时输出电流应大于1A， 电压应稳定在DC12V。有些带载能力差的适配器，连接上本方 案LED光源负载时，其实时输出电压会跌落到7V，甚至6.5V，对 于工作电压从8V开始的LED驱动IC，届时会进入欠压保护状态而 停止工作，一旦驱动IC停止工作，电压又回升至12V，LED驱动 IC再次进入工作状态，如此周而复始，使LED台灯出现人眼可见 的闪光。此时，只有更换带载能力好的适配器才能使LED台灯正 常工作。同时应选用求，以降低生产配套成本。 • EMI的传导与辐射 • 本LED台灯方案总体设计时要考虑能过EMI的传导与辐射，过 EMI的传导与辐射的关键是电源变换器，因此要选用能过EMI， 甚至能过CE、UL的适配器来配套，以便生产的LED台灯能出口 欧美日市场。恒流源电源板因使用的驱动IC是DC/DC开关器件， 工作时开关频率会产生辐射，因此内置在台灯底座金属壳内可 有效降低辐射，机械结构设计时应考虑金属底座内的磁路屏蔽。 •
LED照明产品中驱动电源的研究
LED照明产品中驱动电源的研究作者：代瑛来源：《城市建设理论研究》2013年第21期摘要：文中基于LED照明产品中驱动电源，首先分析了LED照明产品的特点，接着主要对驱动电源技术中的恒压与恒流设计和单芯片与多芯片驱动进行了分析。
这一研究对于LED 照明产品的可靠性具有一定的参考价值。
关键词：LED照明产品；驱动电源；恒压与恒流；单芯片与多芯片中图分类号：TD625文献标识码： A 文章编号：0 引言LED半导体照明作为一种新型的行业领域，现行认证的引用标准已不能满足快速的发展趋势。
2009年11月18日UL发布的第一版UL870为业界提供了一个的用于LED发光器件为光源的灯具安规标准。
在UL8750中规定电源模块（Powersuplies）或驱动器（LEDDrivers）可选择使用满足UL1310的CLASS2电源、满足信息技术类安全UL60950-1要求的电源和除了UL1012标准规定以外的CLASS2电源，在LED光源灯具的电气结构评估时对CALSS2电源和LVLE电路可豁免较多的电气测试项目。
虽欧盟到目前为止未制定一套针对LED光源灯具产品的安全标准，但欧盟一些国家（法国、丹麦等）已开始要求使用满足CLASS2电源的LED 道路照明灯具。
目前市场对LED产品需求量很大，哪里有用光的地方哪里就有ＬＥＤ，这也就预示着LED将成为未来的主要照明产品。
不过现在有关LED的各项技术并不成熟，还需要不断的探索研究，寻找新的突破口，加快ＬＥＤ产业的发展。
本文基于这一背景，分析了LED照明产品中驱动电源相关内容，这一研究对于LED照明产品的可靠性具有一定的参考价值。
1 LED照明的特点寿命长、能耗低、显色度高、环保、易维护、体积小、直流电驱动、驱动电压低、点亮速度快、无频闪、眩光少、耐震性佳、发热少、适合智能调光控制等特性，是近年来全球最具发展前景的高新技术领域之一。
目前LED发光效率已远高于其它所有光源，在照明领域显现出明显的节能效果。
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第34卷第2期福州大学学报(自然科学版)V ol.34N o.2 2006年4月Journal of Fuzhou University(Natural Science)Apr.2006文章编号:1000-2243(2006)02-0229-03多芯片LED与恒流源一体化混合集成设计王亚盛1,陈建中2(1.威海职业技术学院,山东威海 264200;2.福州大学化学化工学院,福建福州 350002)摘要:将多芯片LE D与恒流源电路进行一体化混合集成电路工艺设计,保证了3～10W的多芯片集成LE D在低于100mA的驱动电流下正常工作.恒流源采用跟随浮压技术进行设计,使集成LE D的工作电压在2～200V,恒定工作电流在10～100mA选择.其恒流温度漂移小于5μA/℃,发光效率大于17Lm/W,同时简化了工频驱动电源电路的设计,减少远距离供电线路损耗.关键词:多芯片LE D;恒流;热阻;热沉;硅基板中图分类号:T N248文献标识码:AH ybrid integrated design of the more LE D chips with gatherconstant current diode IC circuitW ANG Y a-sheng1,CHE N Jian-zhong2(1.C ollege of Weihai V ocational T echnology,Weihai,Shandong264200,China;2.C ollege of Chemistry andChemical Enginering,Fuzhou University,Fuzhou,Fujian350002,China)Abstract:It’s designed by the hybrid microcircuit processing,with gather the m ore LE D chips andconstant current diode IC circuit proceeds the integral on the Si-substrate,guaranteed the3～10Wintegrated LE D at lower than100mA drive current that is operation in long time.The constant currentdiode IC are by the float v oltage technique proceeding designed,insure the operating in long time of highpower LE D with the v oltage between2V and200V and drive current at10～100mA.The constantcurrent drift is than smaller5μA/℃at the tem purature.Light efficiency is than m ore17Lm/W.Thin,supply power circuit is by sim plied,with long-distance leave the power supply circuit exhaust.K eyw ords:m ore LE D chips;constant current;heat resistance;heat-sink slug;Si-substrate1 主要参数设计采用单晶硅片作为基板,用双极型集成电路工艺方法在硅片上制作二氧化硅绝缘层、铝导电反光层,将多个LE D芯片、S MD电容元件和DIS1xxx系列浮压恒流集成芯片集成在基板上.通过光刻和扩散工艺,在单晶硅层形成反向稳压二极管,用于泄放静电,提高LE D的抗静电能力.设计的5W功率级集成LE D,采用80个0.3mm×0.3mm的LE D蓝光芯片,通过涂敷Y AG荧光粉后发出白光.主要技术参数为:输入电压范围V in:DC150±5V;恒定工作电流I o:20×2mA;电流稳定误差ΔI o<±5%;恒流温度漂移ΔI T<5μA/℃;抗静电电压:V E DS≥1500V;电功率:P m≥5W(加散热片);光效≥17Lm/W;热阻:R≤16K/W(包括硅基板和铜热沉).2 电路结构设计2.1 电路原理设计收稿日期:2005-02-17作者简介:王亚盛(1959-),男,研究员.基金项目:科技部科技攻关资助项目(2003BA316A02-01-04) 电路原理设计如图1所示,使用了两个DIS1020A 浮压恒流集成二极管分为两路恒流驱动各40个串联LE D ,每路的工作电流为20mA.在硅基板上,采用半导体扩散工艺制作了16个56V/10mA 的稳压二极管以吸收、泄放静电,保护LE D 不会受到静电的击穿而失效.电路中,设计的电容、二极管主要为了吸收来自外部供电电源的谐波、脉冲和其它干扰信号,减少这些干扰信号对产品的影响,提高产品的可靠性和工作环境适应性.图1 电路结构示意图Fig.1 Diagram of electric circuit constructionDIS1020A 浮压恒流集成二极管的主要参数为:输入电压V in :7～220V ;输出电压V out :2～200V (LE D 工作电压);跟随浮压差ΔV :4～50V ;电流稳定误差ΔI 0<±5%;输出恒定工作电流I out :20mA.图2 集成LE D 平面布局图Fig.2 Diagram of integrate LE D lay out designed 2.2 混合集成设计采用硅基板与铜热沉结构设计,80个LE D 设计为10×8矩阵结构,每10个LE D 与一组2个稳压二极管构成一个单元,硅基片的底面为稳压二极管的P 区,N 区通过铝导电反光层与每组LE D 的正、负极分别连接在一起,通过合金工艺实现欧姆接触.S MD 电容C 1、C 2、C 3和二极管D 1设计在外围区域,减少对光的吸收和遮光等不良影响,如图2所示.2.3 温度梯度设计为了提高产品的可靠性,采用直径为25μm 的金丝进行键合球焊,由于LE D 数量较多,硅基板的面积较大,导致硅基板中心部位的热量不能及时传至热沉上,致使LE D 芯片的温度升高造成中心部位的LE D 发光效率降低.为此,采用了新的合金技术进行铜热沉结构设计,减少了热沉的热阻R 和温度梯度d t (x ,y )/d L ,使硅基板中心部位的热量能够及时传导至热沉上,再通过热沉和外壳进行快速散热,以提高产品的可靠性.硅基板为矩形结构,厚度为0.3mm ,其热阻可以用下列公式进行描述[1]:R ={ln [(a/b )(a +2x )/(b +2x )]}/2k (a -b )其中:a 、b 分别为硅基板的长和宽;x 为硅基板的厚度;k 为硅基板的热导率.3 主要参数测试结果3.1 热阻与温度梯度试验和小批量生产的产品经过测试、试验和使用证明能够达到设计要求.表1是热阻R 、位置x ,y 和温度梯度d t (x ,y )/d L x 、d t (x ,y )/d L y ,采用光热阻扫描方法[2]测试的结果,以硅基板中心为原点,分别测试X 、-X 、Y 和-Y 4个坐标轴直线方向上等距离为1mm 的温度.・032・福州大学学报(自然科学版)第34卷表1 热阻和温度梯度测试结果T ab.1 R and d t /d L test results参数X-X Y -Y 平均R 0/K ・W -11515151515R 1/K ・W -114.714.714.814.814.75R 2/K ・W -114.114.114.214.214.15R 3/K ・W -113.513.613.613.613.59t 0/℃76.376.376.476.476.35t 1/℃74.174.274.374.371.23t 2/℃7171.271.271.271.18t 3/℃68.268.268.468.468.3d t ・d L -1/℃・mm -1 2.702.702.672.672.69图3 恒定工作电流I o 与温度t 关系曲线图Fig.3 Diagram of the I o and t corraletioncurve3.2 温度漂移恒定工作电流I o 与LE D 铜热沉温度t 关系的试验在-50～100℃条件下进行,以25℃/(40mA )为参考基准,每间隔10℃稳定5min 后测试一次温度和电流,绘制的恒定工作电流I o 与温度t 的关系曲线如图3所示.通过对测试数据计算可知,100℃时的最大温度漂移为1.64μA/℃,-50℃时的最大温度漂移为1.49μA/℃.在正常环境条件(-25～50℃)下使用,其平均温度漂移为0.94μA/℃,完全满足设计指标和实际使用的要求.3.3 发光效率与抗静电由于多芯片集成后的发光面积较大,LE D 工作时产生的高温难以及时传导出去,使LE D 芯片及PN 结的温度过高,导致发光效率随着功率、温度的增加而急剧下降.因此,在多芯片集成LE D 设计时,采取了高导热率的硅基板结构设计和铜合金技术的热沉设计,使其热阻大幅度降低.通过使用改进型远方LE D630光电色综合性能测试仪测试,产品的发光效率平均为18～20Lm/W.防静电设计的效果比较明显.采用3M -609型静电探测器每间隔1h 对环境静电测试一次,在产品工作周围1m 3范围内每次测试8个点的静电电压.使50只产品置于静电为1600～1800V 的环境中,连续工作48h ,无发生静电击穿现象.3.4 远距离供电与线路损耗由于采用了小电流高工作电压设计方案,使产品在远距离供电条件下使用,线路损耗很小.通过对比试验,供电距离为200m ,采用截面积0.5mm 2的多芯普通铜导线作为电源线,产品的工作电流为40mA ,功率损耗平均为27mW ,电压降平均为0.65V ,相对于150V 的供电电源来说,损耗仅为0.5%左右.同样为5W 的美国某公司产品,工作电流为480mA ,线路损耗高达3.1W ,线路电压降6.3V ,按照产品标称的10V 电源供电导致LE D 不能工作.4 结语产品的设计成功,使多芯片大功率LE D 在照明工程应用中减少了对恒流驱动电源的要求,可以直接使用稳压电源进行驱动,而且对稳压电源的要求也比较宽松,供电电压在标称值的±10%以内变化时,LE D 能够保证在恒流状态下正常工作,提高了LE D 的可靠性.同时,产品在实际使用过程中,可以简化其AC/DC 驱动电源电路的设计.由于采用很小的驱动工作电流,使远距离供电线路的损耗降低,适用于在远距离供电情况下使用.参考文献:[1]James Licari ,Leonard R Enlow.混合微电路技术手册[M].朱瑞廉译.北京:电子工业出版社,2004:272-278.[2]冯士维,谢雪松,吕长治,等.半导体器件热特性的电学法测量与分析[J ].半导体学报,1999,20(5):358-364.・132・第2期王亚盛,等:多芯片LE D 与恒流源一体化混合集成设计。