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驱动电路及衡量参数


  在电路方面的主要的参数有LED的驱动电流大小、不同LED兼容性、效率、人机界面和电路健壮性。其中电路的健壮性方面可以理解为电路的电压健壮性和温度健壮性两类。
   驱动电流
  电路的驱动电流直接决定了LED的工作功率,我的理解并不是电流越大就越好,LED的特性决定的,在电流已经比较大的时候,提高电流对光通量挺高的影响并不是非常显著。XM-LLED 能够承受的最大电流是3A 但是3A工作时的发热是巨大的,必须考虑到筒身散热等方面。否则光衰是必然的。Surefire这种的大型的主要针对政府采购的公司没有出现过这种不成熟的大电流的方案,相反其在电流设置方面相对来说显得有些过于保守了。
  不同LED兼容性
  不同的LED兼容性方面意味着在后期升级LED方面的可能,即不同的LED都能够做到同样的电流进行驱动,这指的就是横流电路。由于LED VF值的差异这里采用的是横流的方式而非恒压。而横流电路的一个典型就是基于凌特3454与Ti63000芯片而设计出的各种电路。
  效率
  效率方面指的是输入和输出之间的效率。由于各种的损耗的存在,效率不会达到100%的,效率当然是越高越好,越高的效率意味着电路本身越低的发热和能量损失,不必要的能量损失小了,手电的巡航自然也就会提高了。
  典型常见电路
  最简单的LED驱动电路是采用电阻限流方式的,这种驱动方式的优点是成本低廉,适用于小电流,输入、输出电压相差不大的场合,缺点是效率低,对于不同的LED,不同的Vf需要不同的对应的限流电阻,对电压的波动很敏感,不适合于大功率LED的驱动,基本被淘汰。
  目前,驱动LED的电源可以分成线性电源和PWM开关电源两大类。在线性电源中,功率晶体管工作在导通和关断状态。线性电源是降压式的,也就是说输入电压必须高于所设计的输出电压;而开关电源则可以通过不同的拓扑结构来分别实现升、降压功能。线性电源的成本较低,而开关电源成本相对较高。
  无论是线性电源还是开关电源,都需要一个闭环负反馈来保证输出的恒定,根据采样信号位置的不同,又可分为定电压和定电流两种模式。所谓的定电流调整方案,其LED正向电流输出恒定、效率较高、不需要对LED Vf分级,是目前驱动LED特别是大功率LED的主流方案。与线性电源直接对电流的峰值进行调节不同,开关电源是在相同的电流峰值的条件下通过调整电流的占空比来实现对电流的调制。因此,可以有效地消除LED在小电流下的不匹配问题。
  LED恒流开关电源,有很高的效率、可以实现升压结构,是目前最重要的LED驱动电源。但是它成本较高。目前各大IC厂商都非常看好LED电源驱动市场,纷纷推出专用的LED专用驱动芯片。
  7135的电路是最简单、最稳定也是最经典的电路了,电路无须任何外接组件,无电感等元件,电路整体的耐撞击性能非常好。以恒流降压方式进行工作,单个7135能够以350ma恒定电流输出推动1W功率的LED,更可以多个并联达到更大功率的输出。输入电压范围为2.7V~6V,非常适合驱动锂电池,值得说明的是其适用范围是适用于Vf值比较低的LED,当输入电压低于Vf值时电路则无法工作了。7135电路是在高Vf值LED出现前最合适的驱动电路了。
  LTC3454电路的最大特点就是能够以非常恒定的电流输出,全工作电压范围内的电流波动不超过几个毫安,恒流特性非常好,而且效率也不错。不过其稳定工作电流只能达到800ma左右,再大会有烧毁芯片的危险,当然这个电流对于没有超大电流追求的来讲已经相当够了。
  3454电路的特点是非常稳定的电流输出,完全稳定电流输出,多种亮度输出,非PWM调光方式,没有频闪。在目前的情况下,可以说基本代表了自动升降压电路的最高的水平。除去3454之外比较出名的同步整流的升降压电路还有基于Ti的TPS63000芯片的电路。同样是升降压。63000与3454电路都是单锂电池驱动R5级别LED的很不错的选择,但是用来驱动XML这样的能够承受3A电流的LED就有点力不从心了,这样的电路现在除了采用8个7135以外还有LD-25与LD-29等,其中LD-29要更适合也更强大一些。
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