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led节能灯生产设备基于MAX16801/16802的LED照明驱动的设计

>  弁言> sizset="64" sizcache="1">  LED作为一种浮现时间最晚的照明技能,其优点不仅体现在闪光质量方面,在生产、制造、易用性方面都要大大超越白炽灯、日光灯等传统光源。遭到日光灯闪光道理的启发,LED生产商通过在高亮度蓝光LED管芯上加一层荧光粉,用蓝光激发荧光粉发出白光。此外,通过接纳不同的荧光粉,可发超卓温为4500~10000K及色温为2850~3800K的多种白光LED,白光LED的闪光效率多数已经超过301m/W,某些产物已经超过50lm/W的水平,具备了正式大规模实用化的基础。RGB三色LED合成白光综合机能好,在高显色指数下,流明效率可能高到2001m/w,要处理完成的首要技能困难的问题是提高绿光LED的电光转换效率,今朝其只有13%摆布。对LED激发荧光粉闪光而言,三基色混光可以免前者光谱漫衍不持续,显色性欠好等纰缪谬误,同时三基色混光的人眼舒程度适当可大大提高,由三基色PWM调制后可以根据需要在同一光源使成为事实多色和全彩色照明。>>  1 预设理念及方案>>  预设大功率半导体驱动,首先要从闪光芯片选择及光源使成为事实;驱动电路预设,二次光学预设;设备封装3个方面考虑。>>  在LED照明中,有单色LED激发荧光粉闪光的成功预设案例,但考虑到这种方案出光难于使成为事实全光谱、高显色,在本次预设中接纳RGB三基色混光光源,及对三原色三种单色LED芯片独个驱动,分别闪光使成为事实光源的完成。为了餍足大功率输出下的照度稳定,要使成为事实对LED温度衰减的赔偿,同时也要对启动时的浪涌电子脉冲和电流的不定波动做出赔偿。在二次光学预设时首要考虑三基色混光,在积分球混光和光纤耦合的相比较中选择光纤耦合,将三色芯片的出光通过光纤耦合混光后输出。>>  2 LED光学特性及电气特性>>  对超高亮LED的特性,当正向电压超过某个阈值(约2V),即凡是所说的导通电压然后,可类似认为,IF与VF成正比。当前超高亮LED的最高IF可达1A,而VF凡是为2~4V。因为LED的光特性凡是都描述为电流的函数,而不是电压的函数,接纳恒流源驱动可以更好地节制亮度。此外,LED的正向压降变化范围比较大(最大可达lV以上),VF的微小变化会引起较大的IF变化,从而引起亮度的较大变化。以是,接纳恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的靠患上住性、寿命和光衰。因此,超高亮LED凡是接纳恒流源驱动。LED的光通量与温度成反比,85℃时的光通量是25℃时的一半,而-40℃时的光输出是25℃时的1.8倍。温度的变化对LED的波长也有肯定是的影响,因此,良好的散热是LED连结恒定亮度的保证。>>  3 混光方案>>  三基色加性混光是指光的三基色混淆可以获患上白的颜色光源和灰度光。对LED,根据国际照明委员会CIE公布的色度图知道,光的色彩与三基色R、G、B的比例关于,并且有r(λ)+g(λ)+b(λ)=1。LED取RGB合成白光这种措施的首要问题是绿光的转换效率低,现在三原色LED转换效率分别到达30%、10%和25%,因为合成白光所要求的色温和显色指数不同,对合成白光的各色LED流明效率也有不同。当对3个闪光芯片供给不同比例的脉宽电流时,可以输出不同灰度的照明光源,要是对混光比例使成为事实多级的灰度计算,即可接近全彩色调光。为了提高混光效率,经常使用的方案有积分球混光、混光棒混光。为了减小器件封装体积,本方案运用光纤耦合混光,即使三芯片发出的光经过凸透镜注入位于焦点处的光纤,并在光纤中进行混光,混光通过光纤出送至凹透镜输出。>>  4 驱动电路预设>>  全般电路分三部分:a.开关电源,使成为事实居人民生活所使用的电向低压恒流LED顺应电流的转换;b.PWM调制电路,使成为事实对LED出光效率的节制;c.节制电路,使成为事实对开关电源和PWM的连接和节制,使成为事实混光后对出光灰度的节制。>>  4.1 基于MAXl6801/16802的AC/DC开关电源> sizset="66" sizcache="1">  高亮度(HB)LED驱动器节制集成芯片MAXl680l/16802基本餍足了现实LED驱动器要害电路的要求,可用于高亮度照明和预示应用,可进行85~265V的AC整流电压输入,需要精密度调治LED电流时,可利用片上的偏差放大器和精密度为1%的基准。通过片内PWM亮度调治也能够使成为事实较宽的亮度调治范围。>>  MAXl6801/16802内部功效如图1所示。> align=center sizset="2" sizcache="3">组图:日光灯>>  单个LED芯片的驱动电路如图2所示。> align=center sizset="3" sizcache="3">组图:日光灯>>  对电路各个端口之间功效的描述:>>  UVLO/EN:外部可编程欠电压锁定。UVLO设置输入启动电压。将UVLO连接至GND可克制器件工作。DIM/FB:低频PWM亮度调治输入/偏差放大反向输入端。COMP:偏差放大器输出。在高亮度LED电流调治应用中,将赔偿元件连接在DIM/FB和COMP之间。>>  CS:电流感到信号连接端,用于电流调治。戒指检流电阻高端。可以甩RC滤波器除去前沿上的毛刺。GND:功率地。NDRV:外部N沟道MO-SET栅极连接端。Vcc:栅极驱动电源。内部由IN降压获患上。Vcc与GND之间接一只10nF以上的去耦电器皿。IN:IC电源。IN与GND之间接一只10nFt以上的去耦电器皿。自举工作模式下MAXl6801,可以在输入电源和IN之间接一个启动电阻。偏置绕组电源连接至该点。对MAXl6802,IN直接接+10.8~+24V电源。>> >>  4.2 纯一LED芯片的PWM节制电路>>  因为三原色三种LED的电光转换效率不一致,并且在混光时对三原色三基色的配比不同,故要对三色芯片独个调制。调制芯片选NCP-1200,该芯片是安森美半导体公司(ON Siconductor)推出的一款电流型PWM节制器。其应用电路只消施用很少的外围元件,使预设更加紧凑。别的,芯片内集成输出短路的掩护电路,使成本可进一步降低。板块中有两种反馈类型:第一种是输出电压反馈,输出电压采样值VSS和单片机供给的设定值进行比较,通过光耦来节制NCPl200芯片阳脚的电压,调解DRV脚输出PWM的脉宽来节制场效应管的导通和关断时间,从而到达调解输出电压值的目的。另一起反馈是电流限流反馈,当采样到的输出电流值ISS超过单片机供给的最大限流值IPWM后,比较器输出阳电压使患上光耦最大导通,将FB脚电压拉低,使患上NCPl200输出PWM脉宽减小,从而到达限流的目的。当输出电流小于单片机供给的限流值时,限流反馈不生效。>>  单色节制电路框图如图3所示。> align=center sizset="4" sizcache="3">组图:日光灯>>  4.3 实时节制三基色电路>>  在对NCPl200的节制中,施用ATmega8515单片机。ATmega8515的输入端为用户设置和温度反馈及光强反馈,输出端是对NCPl200中PWM调制脉宽的节制信息。>>  在ATmega8515的I/O口可通过键盘、拨号开关使成为事实多节制信号设置。也能够依照计算好的三色混光比例与三芯片PWM表将全彩色的各种脉宽配比编程输入单片使成为事实快速变色。>>  4.4 总体框架>>  为了保证LED因为发烧引起的光强衰减获患上赔偿,在输出端加之了温度反馈及光强反馈,用于批改发烧引起的光衰减。总体布局如图4所示。> align=center sizset="5" sizcache="3">组图:日光灯>>  5 结束语> sizset="67" sizcache="1">  为了使成为事实大功率全彩色的LED照明,预设了以MAXl6801/16802为核心的开光电源供电,通过PWM调治分别对三原色三基色芯片供电的RG-BLED照明驱动预设方案。此预设考虑了LEDI芯片在工作中随温度上升而产生闪光衰减、输出波长漂移、流明衰减等现实问题,并作出响应的赔偿。使成为事实了肯定是程度上的灰度调治。在以ATmega8515单片机为核心的节制体系下,利用温度传感器和光电传感器作为反馈信息源,使成为事实了自顺应节制。测试证实此驱动电路运行良好,可使成为事实肯定是程度上的多色照明,运用于户外照明和景观照明。>
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