LED驱动调试浅谈(一)

根据用户的反馈,总结了以下几点与大家共享,欢迎拍砖.
1:芯片发热
这主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片.假如芯片消耗的电流为2mA,300V的电压加在芯片上面,芯片的功耗为0.6W,当然会引起芯片的发热.驱动芯片的最大电流来自于驱动功率mos管的消耗,简单的计算公式为I=cvf(考虑充电的电阻效益,实际I=2cvf),其中c为功率MOS管的cgs电容,v为功率管导通时的gate电压,所以为了降低芯片的功耗,必须想办法降低c、v和f.如果c、v和f不能改变,那么请想办法将芯片的功耗分到芯片外的器件,注意不要引入额外的功耗.再简单一点,就是考虑更好的散热吧.
2:功率管发热
关于这个问题,也见到过有人在本区发过贴.功率管的功耗分成两部分,开关损耗和导通损耗.要注意,大多数场合特别是LED市电驱动应用,开关损害要远大于导通损耗.开关损耗与功率管的cgd和cgs以及芯片的驱动能力和工作频率有关,所以要解决功率管的发热可以可以从以下几个方面解决:a:不能片面根据导通电阻大小来选择MOS功率管,因为内阻越小,cgs和cgd电容越大.如1N60的cgs为250pF左右,2N60的cgs为350pF左右,5N60的cgs为1200pF左右,差别太大了,选择功率管时,够用就可以了.b:剩下的就是频率和芯片驱动能力了,这里只谈频率的影响.频率与导通损耗也成正比,所以功率管发热时,首先要想想是不是频率选择的有点高.想办法降低频率吧!不过要注意,当频率降低时,为了得到相同的负载能力,峰值电流必然要变大或者电感也变大,这都有可能导致电感进入饱和区域.如果电感饱和电流够大,可以考虑将CCM(连续电流模式)改变成DCM(非连续电流模式),这样就需要增加一个负载电容了.
3:工作频率降频
这个也是用户在调试过程中比较常见的现象,降频主要由两个方面导致:输入电压和负载电压的比例小、系统干扰大.对于前者,注意不要将负载电压设置的太高,虽然负载电压高,效率会高点.对于后者,可以尝试以下几个方面:a:将最小电流设置的再小点;b:布线干净点,特别是sense这个关键路径;c:将电感选择的小点或者选用闭合磁路的电感;d:加RC低通滤波吧,这个影响有点不好,C的一致性不好,偏差有点大,不过对于照明来说应该够了.
无论如何降频没有好处,只有坏处,所以一定要解决.
4:电感或者变压器的选择
终于谈到重点了,我还没有入门,只能瞎说点饱和的影响了.很多用户反应,相同的驱动电路,用a生产的电感没有问题,用b生产的电感电流就变小了.遇到这种情况,要看看电感电流波形.有的工程师没有注意到这个现象,直接调节sense电阻或者工作频率达到需要的电流,这样做可能会严重影响LED的使用寿命.所以说,在设计前,合理的计算是必须的,如果理论计算的参数和调试参数差的有点远,要考虑是否降频和变压器是否饱和.
变压器饱和时,L会变小,导致传输delay引起的峰值电流增量急剧上升,那么LED的峰值电流也跟着增加.在平均电流不变的前提下,只能看着光衰了.
5:LED电流大小
大家都知道LEDripple过大的话,LED寿命会受到影响,影响有多大,也没见过哪个专家说过.以前问过LED厂这个数据,他们说30%以内都可以接受,不过后来没有经过验证.建议还是尽量控制小点.如果散热解决的不好的话,LED一定要降额使用.也希望有专家能给个具体指标,要不然影响LED的推广.
说了这么多,看起来LED驱动设计并不难,一定要心中有数.只要做到调试前计算,调试时测量,调试后老化,相信谁都可以搞LED了.