如何對LED驅動電流進行嚴格控制

　　了解到來自單個通量分級的LED光輸出會有±3%到±10%的容差之后，系統工程師可能會因此得出結論：驅動電流容差值必須是越嚴格越好。然而從統計學角度來看，該觀點并不正確。一個常見的但不正確的假設是：任何值的整體容差都等于最壞條件下各值的簡單加總僅。為LED供電的電流源的容差和LED光通量的容差是互不相關的──它們在最初階段就已相互獨立。對于不相關的兩個因數X和Y，整體容差Z并不是X和Y的容差之和，而是應該利用下述運算式進行計算：

　　表2和圖3給出了整體容差和一列假設電流源容差的對比情況，此時假設LED光輸出在350mA的區域內隨前向電流呈線性變化。

　　圖3：光輸出整體容差與電流源容差的對比

　　表2：整體容差和一列假設電流源容差的對比

　　根據方程1可以發現，最低容差因數的作用大于其他，而且實際的整體容差值要遠優于各個因數在最壞情況下的容差的和，尤其是當其中一個因數遠好于其他因數時。觀察圖3，電流源容差的最合理的目標是將其控制在LED光輸出的容差范圍內。記住一點：出于成本考慮，許多燈具會使用來自不同分級的LED。

　　高品質LED燈要求更多的回饋

　　LED制造商和他們的分銷伙伴正努力地改進產品的光通量容差，在合理的成本范圍內提供更細的分級。對于希望產品可使用5年或50，000個小時，并在使用期內保持整體光輸出不變的設計師而言，即使想滿足最密集的通量分級和設定0.1%的容差電流源也很難實現。因為熱量和隨著時間延長而產生的性能衰減等兩個重要因素會降低LED的光通量，即使電流源容差和LED光通量容差都達到0.001%也無法解決該問題。考慮到這些損耗，高品質固態照明產品設計師必須找到具有額外反饋回路的電源，也即找到熱量和光源。為此需要進行調光控制，可以對輸出電流進行線性控制和PWM(脈寬調變)控制的積體電路便成為最佳選擇。

　　美國國家半導體的LM3409和LM3424都是LED驅動器控制IC，它們是適用于半導體照明的第二代電流源。二款產品均可透過可變電阻器或電壓源來控制平均的LED電流值，并且可為PMW(脈寬調變訊號)調光訊號提供專門的輸入訊號。除了線性控制回路外，LM3409和LM3424的類比調節功能也讓系統設計師可以在權衡輸出電流精度及尺寸、成本和電流檢測電阻的功耗間做出自己的選擇。

　　圖4：LM3409/09HV降壓LED驅動器

　　圖4所示的LM3409/09HV控制降壓電路，是功率LED驅動器中最常用的電路模式。圖5中的LM3424可以作為升壓穩壓器LED驅動器，也可以作為降壓/升壓、SEPIC(單端主電感轉換器)、反激式甚至是‘’懸浮‘’降壓電路。

　　圖5：LM3424升壓LED驅動器