高性能LED路燈驅動器設計方案

　　DC- DC 轉換器是LED 電源最后一級的自然選擇。LED需要直流電流， 因此電壓輸出也為直流。由于前一級已考慮了整流、PFC 和隔離的因素， 采用中間直流總線可以使設計師使用節約經濟的非隔離DC- DC 轉換器。非隔離轉換器分為三種主要類型： 步壓或降壓、步升或升壓以及步升/步降或降升壓。圖2中描繪了這三種類型。在這些拓撲中， 降壓穩壓器目前最適合驅動LED, 原因如下： 首先， 降壓電感在輸出端， 這意味著LED電流和電感電流的平均值相同； 而且， 輸出電流始終被電感明確控制； 其次， 步降電壓是功率轉換的最高效形式， 這使降壓器在所有開關轉換器中功率效率最高； 第三， 降壓器是最經濟的開關轉換器， 因為最大的電流在輸出端， 最高的電壓在輸入端。由此， 在由功率MOSFET和二極管構成的開關轉化器上， 這些功率轉換器件所獲得電流和電壓就最小。這就意味著可以廣泛地選擇電源開關、無源元件和控制IC, 從而構成最經濟的解決方案。

　　4 排列LED和選取驅動器IC

　　針對該示例中的設計， 將使用100 個1 W 的LED。選擇48 V 的中間直流總線是一個明智之舉， 因為有現成且輸出功率選擇范圍廣泛的AC - DC 電源可供選用。一個48 ? （ 1 # 5% ） V 的降壓LED 驅動器可用來驅動10個串聯的LED。10個這樣的驅動器可以構成明亮的燈， 可以用來運行所有的100個LED,而無需使用危險的電壓。半導體制造商按照光通量、相關色溫CCT和正向電壓將他們的白光LED進行分類。對于保持一致的顏色和光輸出來說， 按色溫和光通量分類很重要， 但對LED 分類的規格越高， 成本也就越高。當使用各種檔次的LED 時， LED 燈的設計必須適用于較寬的正向電壓范圍。因此每個LED 驅動器將被設計為350 mA 電流源， 可以從45 V ~ 51 V的輸入電壓產生30 V ~ 40 V 的輸出電壓范圍， 從而使每個LED的VF的可能變化范圍在3. 0 V ~ 4. 0 V。

圖3 簡化的系統架構

　　LM3402HV 是一個具有內部功率N - MOSFET 的降壓型穩壓器， 運行電壓高達75 V, 由于其最低過熱電流限制為530mA, 因此也非常適合350 mA輸出電流， 如有必要足以驅動紋波電流范圍較寬的LED。圖3顯示了系統架構， 圖4顯示了每個LM3402HV 的完整電路。

圖4 詳細的LM3402HV 電路