高功率LED照明設計中的散熱控制方案

　　圖3：采用簡單熱控制的降壓穩壓器

　　匹配某一給定LED的熱降額曲線將取決于許多因素，就如前面所討論的一樣。良好的熱模型將有助于第一次就完成匹配，但也很可能需要一些試驗才能匹配觸發點(trip point)和增益系數。圖4顯示了采用圖3電路的一些測試結果。

　　圖4：采用圖3電路的一些測試結果

　　應當指出的是，如果圖3的熱控制電路靠近LED，那么晶體管將受到LED自發熱的影響。這將增加約-2.2mVC的變暗效果。

　　熱敏電阻或其它溫度傳感器也可以與PWM熱控制結合使用。圖5顯示了一個簡單的框圖。

　　圖5：PWM熱控制框圖

　　亮度的PWM控制是許多高亮度LED制造商的首選方法，這是因為它可使得LED在整個亮度調節范圍內保持其顏色特征。這一點在RGB混色應用中尤其重要。這是很難實現的，但一般來說調光功能是比較受人歡迎的，而且該技術也開始側重于微控制器接口實現。

　　PWM調光通常采用高于眼睛閃爍頻率100Hz的低頻率。盡管設計者必須考慮該LED照明應用是否是一個便攜式或固定應用，因為可能會發生的頻閃效應要求采用更快的PWM頻率。這是針對移動車輛或甚至手電筒照明的考慮。

　　如果PWM調光與一個開關穩壓器配合使用，通常該技術用于快速調節LED電流。這將使EMI問題變得更加嚴重。它也可能使EMI問題變得更好，如果它有效地抖動開關頻率，從而可減少準峰值EMI信號。

　　這里也需要有音頻方面的考慮。PWM頻率越高，開關穩壓器電感在PWM調光頻率處共振的可能性就越高。這在1kHz處將比100Hz更加明顯，部分原因是電感的更差基底響應和耳朵的頻率響應。

　　盡管有所有這一切因素，但PWM調光仍然能提供一個更好的亮度控制。從模擬的而不是數字的角度來看，線性控制更容易實現。您可能需要考慮眼睛對亮度變化的對數響應。這可能導致要求使用對數電位器以產生明顯的線性亮度控制。

　　結論

　　熱控制是高亮度LED控制的一個非常重要方面。熱敏電阻的正確應用提供了一個簡單和通用的LED溫度控制方法。這可以通過線性技術或開關技術做到。PWM控制提供了最好的總體方法，但必須小心考慮所有照明系統的要求，而不只是光的要求。