线性恒流型LED驱动原理是什么?
线性恒流型LED驱动的原理:
线性恒流型 LED 驱动是一种降压驱动。该电路由串联调整管 PE、采样电阻 Rsense、带隙基准电路和误差放大器 EA组成。采样电压加在误差放大器 EA 的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压 VREF相比较,两者的差值经误差放大器 EA 放大后,控制串联调整管的栅极电压,从而稳定输出电流。线性恒流型型 LED 驱动的优点是结构简单、电磁干扰小、噪声低、对负载和电源的变化响应迅速、尺寸较小及成本低廉。线性恒流型 LED 驱动的缺点主要是:第一,驱动电压必须小于电源电压,因此在锂电池供电系统中的应用受到限制;第二,调整管串联在输人、输出之间,效率相对较低。
线性恒流调节器的核心是利用工作在线性区的功率晶体管或 MOSFET 作为一个动态电阻来控制负载。线性恒流调节器有并联型和串联型两种。
并联型线性调节器又称为分流调节器,它采用功率管与 LED 并联的形式,可以分流负载的一部分电流。分流调节器也同样需要串联一个限流电阻 Rsense,与电阻限
流电路相似。当输人电压增大时,流过负载 LED 上的电流增加,反馈电压增大使得功率管VT 的动态电阻减小,流过 VT 的电流将会增大,这样就增大了限流电阻 Rsense上的压降,从而使得 LED 上的电流和电压保持恒定。
由于分流调节器需要串联一个电阻,所以效率不高,并且在输入电压变化范围比较宽的情况下很难做到保持电流恒定。
当输人电压增大时,使功率管的调节动态电阻增大,以保持 LED 上的电压(电流)恒定。由于功率管或 MOSFET 都有一个饱和导通电压,因此输人的最小电压必须大于该饱和电压与负载电压之和,电路才能正常工作,使得整个电路的电压调节范围受限。这种控制方式与并联型线性调节器相比,由于少了串联的线性电阻,使得系统的效率较高。
驱动 HB LED 的最佳方案是使用恒流源,实现恒流源的简单电路是用一个 MOSFET与HB LED 串联,对 HB LED 的电流进行检测并将与基准电压相比较,比较信号反馈到运算放大器,进而控制 MOSFET 的栅极,这种电路如同一个理想的电流源,可以在正向电压、电源电压变化时保持固定的电流。目前,一些线性驱动芯片(如 MAX16806 芯片)在内部集成了MOSFET 和高精度电压基准,能够在不同照明装置之间保持一致的亮度。
线性驱动器相对于开关模式驱动器的优点是电路结构简单、易于实现;因为没有高频开关,所以也不需要考虑 EMI 问题。线性驱动器的外围元器件少,可有效降低系统的整体成本。例如 MAX16806 所要求的输人电压只需比 LED总压降高出 1V,利用外部检流电阻测量 LED 的电流,从而保证在输人电压和 LED正向电压变化时,MAX16806 能够输出恒定的电流。
线性驱动器的功耗等于 LED 电流乘以内部(或外部)无源器件的压降。当 LED 电流或输人电源电压增大时,功耗也会增大,从而限制了线性驱动架系奋件的压降。当 LED 电流器动耗,MAX16806 对输人电压进行监测,如果输人电压超过预先设定值,它将减小驱动电流以降低功耗。该项功能可以在某些应用中避免使用开关电源,如汽车顶灯或日间行车灯等,这些应用通常会在出现不正常的高电源电压时导致灯光熄灭。