高亮度LED提高家庭能效方案-LED技术论文(1)

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翻新时间：2022-12-12

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高亮度LED提高家庭能效方案-LED技术论文(1)

高功率LED需要用350~1000mA级别的高驱动电流。采用最新技术，每个LED能产生40~80流明的光通量，功率一般为1~3W.根据美国能源部网站上的资料，主要的LED制造商有Cree、Philips和Osram等。

下面将把HBLED与广泛使用的白纸灯和荧光做一番比较，并给出一个家庭应用的电路实例。比较光源对HBLED（高亮度LED）的好处心知肚明的消费者会想办法尽可能多地使用HBLED.通过表1中的数据对比可以发现，显然HBLED是亮度最高的照明方案。

光源的能效类似于效率。与发热量相比，有多少输入到灯泡里的能量变成了光？用户希望这个数值更高一些，显然HBLED做到了这一点。

如果驱动电流波动，白炽灯的颜色色调最可能发生变化。与白炽灯相比，荧光灯和HBLED的主要优势是寿命，因此在许多国家白炽灯泡正在被逐步淘汰。

接下来，HBLED可能在普及率上要超过荧光灯，因为HBLED是固态的（由硅材料制造，不易碎），尺寸非常小，而且不含有害的化学成分（不需要采用特殊的环境处理）。 HBLED照明的设计目标让消费者改用HBLED,要求HBLED必须具有高质量。

消费者要求功率因数至少要达到90%,效率达到80%或更高。在直流应用中，最大输入电压不能超过40V.在交流应用中，可能采用120V或240V（最大270V）的输入电压。

HBLED必须用工作频率超过120Hz的脉宽调制器驱动，以减小烦人的可见光频闪。有时候，这个频率还需要是可变的。

除了这些设计约束，还要由工程师和应用来决定使用隔离还是非隔离的设计方案。如果有必要，最后还可能考虑使用复杂的调光电路。

正如您所看到的那样，没有一个万能的解决办法。设计中需要考虑的事项是环环相扣的。

每种方案都需要根据LED的数量和流过LED的电流进行专门设计。设计者还需要根据不同的电磁器件，以及所选用的功率器件和输出电容器进行调整。

应用电路 HBLED的价格大约是1~2美元。由于在每个设计方案中，HBLED都是成串使用，因此在设计时，不用考虑转换器的成本约束问题。

首先介绍的控制器是ISL6721.ISL6721是单端脉宽调制电流模式控制器，其峰值电流模式控制能有效地解决瞬时功率问题，并且提供内置的过流保护。已经有一家大型合同制造商采用ISL6721,生产出能替换目前所使用的T8电路的产品（替换荧光灯启辉器中传统的镇流器电路）。

ISL6721也可以设置成白炽灯的替换方案。非固态的回扫方案目前已经用在亚洲的一个购物中心。

该方案使用了10个HBLED,输出达10W,效率为82%. 要在家用市场中真正具有竞争力，HBLED照明方案还必须提供调光功能。智能电路可以做到这一点。

记住，LED是由脉宽调制控制器驱动的。也就是说，LED不总是处在“开”的状态。

给LED供电的脉冲的数量是由控制器控制的，并且是可变的。碰巧，这项工作也是由“控制器”完成的。

一个由6个LED的适配器和调光电路组成的射灯方案的完整电路图设计的核心（当然要把HBLED刨除在外）是ISL6745A控制器。右上角的器件组成了一个SEPIC控制器，驱动串在一起的6个HBLED.四周的放大器进行电流调整，短路保护和过压保护。

在左下角，您可以找到交流调光电路。调光器的放大器输出先进行滤波，然后用作电流调整器的参考点，反馈到控制环路中。

ISL6745A的偏置电压VDD的范围是6.5~20V,低边（low-side）FET驱动器的输出为12V、1A,可以驱动一个低边FET（如此设计中的Q1）、高压驱动IC的栅极或是栅极驱动变压器。在Intersil的产品当中，ISL6745A是最受欢迎的HBLED驱动器。

除了图1所示的使用方法，还可以对ISL6745A的开关频率、软启动、过温保护进行调整，“死区时间”也可以精确调整。ISL6745A采用节省空间的MSOP-10封装。

ISL6745A的灵活性也是

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