LED照明专用集成电路的设计及应用技术.pdf

LED照明专用集成电路的设计及应用技术 杨嘉祥 季永安 摘要 路的设计要点，给出典型应用电路及应用电路设计要点，为LED应用工程师提供一些参考． 关键词LBD照明专用集成电路设计 专用集成电路应用 引言 半导体照明是照明系统中的后起之秀，它具有寿命长、环保、节省能源、光色纯正、 安全可靠等特点。随着半导体理论研究进一步深入以及半导体工艺的不断进步，人类对用 LED作为未来光源的信心越来越足，LED逐渐替代白炽灯、荧光灯等电光源，成为人造光源 主流产品已经为期不远。 1 LED驱动电路简介 随着大功率LED在灯光装饰和照明中的普遍使用，功率型LED的驱动电路显得越来越 重要。没有好的驱动器与LED相匹配，LED照明的优势难以体现。大功率LED驱动集成电 路是LED照明系统中不可或缺的关键器件，因此，LED能否达到节能、纯色、环保等，集 成电路起到至关重要的作用。 采用“恒流驱动"方式，是比较理想的LED驱动方式，它能避免LED正向电压的改变 而引起电流变动，同时恒定的电流使LED的亮度稳定。因此大多数功率LED均采用“恒流 驱动"方式。 在以往的LED驱动电路中，大多采用恒压驱动模式。但是，由于半导体制造工艺的差 异，批次与批次、圆片与圆片、芯片与芯片之间难免会出现一些小小的差异，因而导致LED 的亮度不均匀，甚至造成芯片烧毁等现象。因此，应用工程师们不得不在电路设计上大伤 脑筋，即使把电路设计得很复杂，也难免出现一些意想不到的事情。究其原因，是LED的 正向导通电压差异所致。因为在LED的串、并结合的联结方式中，在同样的电压下，LED 上的电流是不相同的，因而造成流过大电流的LED发光强，小的发光弱，导致发光强的LED 首先烧毁。 由于LEO是电流驱动器件，如果给LED一个稳定的电流，它可以稳定发光。’因此，恒 流驱动电路正是在恒压驱动束手无策的时候显示出其独特的性能。下面，我们将以XLT604 为例详细探讨恒流驱动电路的特点，介绍该电路的设计和应用，并给出一些参考电路。 2XLT604专用电路设计实例 2．1功能介绍 450VDC范围内，能为高亮LED提供恒流驱动。该芯片工作频率由外部电阻决定，最高可达 LED的可靠性，其恒流值由外部取样电阻值决定，变化范围从几毫安到l安培。 节LED串的亮度。 2．2系统功能框图(如图1) i0 图1LED照明系统功能框图 2．3芯片内部模块及框图 控制逻辑，输出驱动等模块。基准电源模块产生芯片内部的基准电压和基准电流：RC振荡 模块产生的脉冲信号用于控N#I-部开关管的通断，其频率可通过外部电阻调节；线性调光 模块通过对给定电压与反馈电压的比较决定开关管的通断；PWM调光模块通过外部给定PWM 信号的占空比调节开关管的通断；低电压检测模块通过监测电源电压值决定芯片是否工作。 (如图2) 图2XLT604内部结构框图 3XLT604应用电路 3．1典型应用图 (1)AC—DC降压应用(如图3) P磐仍 图3XLT604芯片AC—DC降压驱动电路图 (2)I)C-I)C升降压应用(如图4) LED 四 L印 图4XLT604芯片DC-DC升降压驱动电路图 3．2应用原理分析 (1)AC—DC应用 度并延长寿命。P删D端可采用低频脉宽调制的方法调节LED亮度，同时兼作使能端，该端 悬空时芯片无输出控制。该芯片也可通过LD端线性调压的方式调节LED的亮度。 (2)LED驱动控制 平时电感或变压器原边电感储能或部分能量直接传给LED串，当功率MOSFET管关断时，储 存在电感上的