利用低损耗LED驱动器,提高电源系统的“绿色”进程
来源:亚德诺半导体发布时间:2023-01-081343浏览
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现今有很多不同的方案可以为高亮度LED供电。由于多数系统采用电池供电,能效成为延长电池使用寿命和系统工作时间的关键,提高电池的使用效率还有助于加快系统的“绿色”进程。在电池的有效使用期限内,相同充电次数下,延长两次充电之间的时间间隔有可能使电池的有效使用时间延长数百小时。这意味着送到垃圾填埋场或危险废物处理场进行销毁的电池数量会大大降低。
低功耗照明的驱动器通常采用简单的线性稳压器,将其配置成恒流模式(图1a)。线性稳压器具有设计简单等优点。然而,其主要缺点在于功耗较大,因为工作时,多余的电压通过检流电阻和调整管本身的发热耗散掉。这样的热损耗还严重阻碍了系统的“绿色”进程。热损耗越大,对冷却装置(风扇或大金属散热器)的要求越高,消耗的能量也越多,并会占用更大的空间和重量,同时也意味着材料成本和制造时间的增加。
图1a. 简单的线性稳压架构由于调整管和电流设置电阻而存在较大功耗。该电路的优点是简单、没有任何EMI,但它仅适用于低电压应用,而且存在一定的发热。

图1b. 基本的开关模式调节方案,功耗主要来自检流电阻的能量损耗。该方案效率极高,并可重新配置实现升压。不过,电路相对复杂并且会产生EMI。
为了降低检流电阻的功耗,应采用低损耗电流检测电路,例如采用电阻/运放结合的方式提供开关转换器所要求的反馈电压。可以采用专用的精密检流放大器,例如MAX9938T,为检流电阻两端的电压产生25V/V的检测增益。这一方案能够把反馈电路的损耗降至几十毫瓦。

图2. 从图1b衍生而来,采用诸如MAX9938T的检流放大器将检流电阻的功耗降至几十毫瓦。相比图1电路几百毫瓦甚至更大的损耗,该电路的功耗降低了许多。
MAX9938T检流放大器控制流入LED的电流。该放大器在其输入端集成了增益设置电阻,将增益设置在25V/V。此外,放大器还具有较高的精度等级,VOS低于500µV (最大值),增益误差低于±0.5% (最大值)。由于MAX8815A的反馈电压为1.265V,因此100mΩ检流电阻产生的LED电流为(1.265V/25)/0.1Ω ≈ 0.5A。
该设计思路给出了一个元件数极少的方案,由于最大限度地降低了调节器和控制环路的功耗,该方案有效延长了电池使用寿命。

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