在LED驱动设计中,首先要注意的是电感电流波形的重要性。电感电流波形是反映电感工作状态的关键指标,如果同一驱动电路使用不同生产商生产的电感时出现电流大小不同,就应该检查电感电流波形,以判断是否存在电感参数不匹配的问题。这一现象主要集中在内置电源调制器的高压驱动芯片上。
芯片的发热问题也是设计时需要关注的重点。如果驱动芯片消耗的电流为2mA,加上300V的电压,芯片的功耗将达到0.6W,这将直接导致芯片发热。为降低芯片功耗,应减少功率MOS管的电容参数c、gate电压v和开关频率f。如果无法改变这些参数,那么应考虑将芯片的部分功耗转移到外部器件上,并注意不要引入额外的功耗。同时,为了有效散热,设计时要考虑散热方案。
接着,要了解功率管发热问题。功率管的功耗分为两部分:开关损耗和导通损耗。在大多数情况下,特别是LED市电驱动应用中,开关损耗远大于导通损耗。开关损耗与功率管的cgd和cgs电容,以及芯片的驱动能力和工作频率有关。因此,要解决功率管发热,可以采取以下措施:选择合适大小的功率管,不要仅依据导通电阻大小来选择MOS功率管,因为内阻越小的管子,其电容cgs和cgd可能越大;另外,还需考虑降低工作频率,但这可能导致峰值电流增加或电感量增大,进而可能引起电感饱和。为避免饱和,可采取降低最小电流、干净布线、选择更小的电感或采用闭合磁路电感、增加RC低通滤波器等措施。
此外,还应当考虑LED电流的大小。电流过大将导致LED峰值电流增加,而电流过小则影响LED亮度和光效。在设计中要确保合适的电流范围,避免因电流过大或过小而降低LED的使用寿命。
变压器的饱和也是一个重要的考虑因素。变压器饱和时,电感量L会减小,导致峰值电流急剧增加,进而影响LED的寿命。在LED驱动设计中,合理的选择电感或变压器,保证平均电流稳定,同时尽量减小电流纹波(ripple),因为过大的ripple会减少LED寿命。一般认为,电流纹波在30%以内是可以接受的,但是这一数据没有经过验证,因此尽可能控制小一点。如果散热处理不当,会导致LED必须降额使用,这也限制了LED的应用推广。
在LED驱动设计时,合理的计算与精确的调试是不可或缺的。设计前进行充分的理论计算,调试时进行精确的测量,调试后的老化测试,都是确保LED驱动电路性能稳定的关键步骤。只有心中有数,才能在LED驱动设计中游刃有余。通过不断的学习和实践,相信任何人都能够掌握LED驱动设计的技巧。