43芯联半导体LED照明驱动介绍

LED照明驱动IC—高效率CL6808†GreenLighting†LED高节能：节能能源无污染即为环保。直流驱动，超低功耗（单管0.03瓦-1瓦）电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。†LED长寿命：LED光源被称为长寿灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰快等缺点，使用寿命可达5万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。†LED利环保：LED是一种绿色光源，环保效益更佳。光谱中没有紫外线和红外线，热量低和无频闪，无辐射，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。ChiplinkSemiconductorCo.,LTDChiplink†LED工作原理.LED工作的主要参数是VF/IF，其它相关的是颜色/波长/亮度/发光角度/效率/功耗。.VF正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态。.IF正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正比例。.LEDVF标称电压：3.4V±0.2V。.LEDIF工作电流按应用需要选用，各挡不能混用。†LEDLamp用各档LED电流：ChiplinkChiplinkSemiconductorCo.,LTDLED（VF=3.4V)一般功率LED大功率LEDIF工作电流15-20mA300-1400mA†LED亮度控制技术†LED的亮度由流过的电流决定，然而对于不同的LED，相同的电流对应的正向电压却不相同，表1列出了针对一个高亮度LED的典型正向电压和驱动电流的相互关系。†由于在不同的应用环境电源电压不同，以及LED正向电压的不同，为了确保LED昀佳的性能和长久的工作寿命，就需要一个有效的恒流驱动电路，而不是传统AC/DC或DC/DC的恒压控制来实现，通常采用一个电流检测电阻反馈LED电流实现其恒流控制。ChiplinkSemiconductorCo.,LTDChiplink电流（mA）VF,MIN（V）VF,TYP（V）VF,MAX（V）3502.793.423.997003.053.764.4710003.163.954.88†LED驱动器的选用理念.随着大功率LED普遍在灯光装饰和照明中的普遍使用，功率型LED驱动显得越来越重要。用市电驱动大功率LED需要解决降压、隔离、PFC（功率因素校正）和恒流问题，还需有比较高的的转换效率，有较小的体积，能长时间工作，易散热、较低的成本，抗电磁干扰，和过温、过流、短路、开路保护等。.在LED照明领域，要体现出节能和长寿命的特点，选择LED驱动器至关重要，没有好的驱动器IC的匹配，LED照明的优势无法体现。.大功率LED是低电压、大电流的驱动器件，其发光的强度由流过LED的电流决定，电流过强会引起LED的衰减，电流过弱会影响LED的发光强度，因此，LED的驱动需要提供恒流电源，以保证大功率LED使用的安全性，同时达到理想的发光强度。†CL6808特点和应用DC-DC降压恒流式LED驱动器†特点：.输入范围从5V到35V.输出电流高达1.2A，内置大功率MOFET.效率高达99％.超低的关断电流.±5％输出电流精度.LED开路保护.模拟/PWM调光功能选择，高达5000:1的PWM调光比.内部含有抖频特性，有效地改善了EMI†应用：MR16射灯、LED装饰照明、汽车的辅助照明灯†频率抖动改善EMI原理.开关电源采用脉宽调制(PWM)控制方式，开关频率不断提高，其高频开关波形含有大量谐波成分，通过传输线和空间电磁场向外传播，造成传导和辐射干扰。频率抖动技术(FrequencyJitter)是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI问题的新方法。频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变，而是周期性地由窄带变为宽带的方式来降低EMI，来减小电磁干扰的方法。.频率抖动技术通过扩展电源噪声频谱的方式降低了窄带EMI。对于可以抖动多少的振荡器频率(fS)，存在一些局限性。其中一些局限因素是开关损耗和磁路设计。为了将升压电感尽可能的保持较小，并将开关损耗保持在可控范围内，频率抖动应不超过基本频率的20%至30%。频率抖动改善EMI未采用频率抖动技术时，各次谐波较窄而且离散，幅值在谐波频率处较高,EMI集中在峰尖.采用频率抖动技术时，谐波幅值降低并且变得平滑，高次谐波接近连续响应。减小EMI的效果十分显著。†为了避免眼睛能够看到LED的导通和关断，PWM调光的频率要高于100Hz。高于100Hz，眼睛就会对导通和关断时间进行平均，仅仅看到由PWM占空比决定的有效亮度。PWM调光的优势是LED正向导通的电流一直是恒定的，LED的色度就不会像模拟调光一样会变化。PWM调光可以精确控制LED的亮度的同时，也保证LED发光的色度。对于一定频率的PWM调光，调光的范围取决于LED电流从关断到达到设定值的时间。†100Hz的PWM调光昀小占空比为0.2%，调光比为500:1（0.2%～100%），假如PWM调光频率为1kHz，则调光比为50:1（2%～100%）。†CL6808直流输入应用方案†直流输入方案.输入电压范围：5-35V.输出电流高达1.2A.外部元器件少.调光特性好，PWM/模拟调光†12-24VAC应用方案†输出带载和效率曲线84.00%86.00%88.00%90.00%92.00%94.00%96.00%98.00%100.00%102.00%101112131415161718192021222324252627282930输入电压效率3颗1WLED5颗1WLED7颗1WLED动态温度调节†DIM端内部是一个1兆上拉电阻（Rup）接到内部5V电源。DIM端的电压由Rup和NTC分压决定，利用模拟调光的原理以及温度对LED电流的负反馈实现动态温度控制。†NTC也可以由二极管来实现，或者二极管串热敏电阻等方法。†过温保护†如图所示可以实现过温保护，当灯杯或LED温度高于一定值时关断LED电流，当温度降低后，重新开启外部元器件选择元器件选择表：RS精度大于1%RS=0.1/ILED，比如要输出350mA，则RS=0.1/0.35=0.2857OHM100uF(工作电压30V)输出电流小于400mA100uF(工作电压30V)输出电流大于400mA直流电压输入，输入电容可以小一点SS14输出电流小于800mASS24输出电流大于800mA正向压降尽可能低的肖特基二极管，可以提高效率33-47uH(饱和电流1.8A)输出电流在800mA到1200mA47-68uH(饱和电流1.2A)输出电流在400mA到800mA68-100uH(饱和电流0.6A)输出电流小于400mADCR越小，效率越高整流二极管正向压降尽可能低的肖特基二极管。电流能力一定要满足应用，原则上大于1.5*Iout*Vout/(0.8*Vin)。LDCIN†CL6808芯片应用特点.电感越大，工作频率越低，恒流效果越好；.输出电流越大，需要电感值越小，电感选择方便；.输出电压越高，效率越高，3颗1W串联比1颗3W效率高；.系统损耗由RS损耗（0.1*Iout）、电感DCR损耗（DCR*Iout2）、功率开关导通损耗（Rsw*Iout2）、功率开关开关损耗（正比于开关频率）等主要部分组成；.通常电感越大，功率开关开关损耗越小，但是DCR会变大，对应电感损耗变大；.反馈电压100mV，RS损耗业界昀小，功率开关导通电阻Rsw为0.6欧姆，也比较小，效率比一般产品高；.内部含有过温保护功能，外部可以设计过温保护，对LED有双重保护；.采用SOT89-5封装，热阻仅为45℃/W，散热特性很好。†CL6808应用注意事项.PCB铜箔与CL6808的ExposedPAD和GND的接触面积面积要尽可能大，以利散热。.AC12V整流管和续流二极管D一定要选用低压降的肖特基二极管，以降低自身功耗。.电感的饱和电流必须大于输出电流1.5倍。CL6808与主要竞争对手比较†1×1W1*1W输入电压和输出电流曲线26028030032034036038040057911131517192123252729UiIoABCDE1*1WUi和效率曲线60.00%65.00%70.00%75.00%80.00%85.00%90.00%57911131517192123252729Ui效率ABCDE†3*1W3*1WUi和Io曲线05010015020025030035040089101112131415161718192021222324252627282930UiIoABCDE3*1WUi和效率曲线0.00%20.00%40.00%60.00%80.00%100.00%120.00%81012141618202224262830Ui效率ABCDE†1*3W1*3WUi和Io曲线30040050060070080057911131517192123252729UiIoABCDE1*3WUi和效率曲线40.00%50.00%60.00%70.00%80.00%90.00%57911131517192123252729Ui效率ABCDELED射灯†LED射灯.AC/DC分为220V交流输入和12V交流输入。12V交流电是酒店中广泛应用的卤素灯的电源，现有的LED可以在保留现有交流12V的条件下进行设计。针对替代卤素灯的设计，CL6808的主要优势是体积小、可靠性高、输出电流高达1.2A，恰好适合卤素灯灯口直径小的特点。.取代卤素灯之后，LED灯一般做成1W或3W。LED灯与卤素灯相比有两大优势：(1)光源比较集中，1W照明所获得的亮度等同于十几瓦卤素灯的亮度，因此比较省电；(2)LED灯的寿命比卤素灯长。.LED灯的主要弱点是灯光的射角太窄，成本相对较高。但从长远来看，由于LED灯的寿命较长，所以还是具有非常大的成本优势。.3颗1W串联比1颗3W的工作效率高。†CL6808MR16应用原理图：†CL6808-MR16应用推荐使用元器件：†表一R1精度大于1%R1=0.1/LED，例如输出350mA，则R1=0.1/0.35=0.2857OHMC1470uF(工作电压﹥50V)输出电流大于400mA1210陶瓷贴片电容/直插电解电容D5耐压40V输出电流小于400mA推荐使用SS14，大于400mA推荐SS24D（1-4）MBRS14（整流二极管）导通压降0.30V，有利提高系统效率33-47uH（饱和电流﹥1.8A）输出电流在800mA到1200mA47-68uH（饱和电流﹥1.2A）输出电流在400mA到800mA68-100uH（饱和电流﹥0.6A）输出电流小于400mAL1†具体应用器件参数：†表二应用参数器件1W3W5WR0.3欧姆0.15欧姆0.1欧姆D5SS14SS24SS35L168-100uH（饱和电流﹥0.6A）47-68uH（饱和电流﹥1.2A）33-47uH（饱和电流﹥1.8A）C1220Uf/35V470Uf/35V470Uf/50V可提供MR16DEMO†CL6808多路实现100W应用方案†CL6808应用电路稳定性，利用单路带载20W，采用5路，则实现100W应用的方案。†CL6808-100W应用推荐使用元器件（单路×5）：R1精度大于1%R1=0.1欧姆/1WC147uF(工作电压﹥50V)D1IN5822L133-47uH（饱和电流﹥1.8A）输出电流在800mA到1200mA†THANKYOU!