时间：2022-08-01 04:49:44
从长远考虑，高亮度LED(HBLED)并不昂贵。通过理解和把握HBLED的不同控制逻辑选项，能够更好地针对应用优化HB-LED设计
现在，HB-LED在不同应用中的使用越来越广泛。在消费类产品中，例如闪光灯、投影仪、LCD显示屏背光等，常会见到HB-LED的身影。HB-LED还普遍用于路灯和汽车(尾灯、闪光灯和刹车灯)等工业应用。
HB-LED的主要优势是能耗低。按照LED制造商的解释，HB-LEDLR6灯在相同光强下(65W灯泡)，比传统灯泡节能高达85%，比节能灯节能高达50%。第二个原因是50000小时的长寿命，而节能灯寿命最高仅为10000小时。
由于LED电压降较大，所以LED需要电流调节。例如，白光LEDDS23(Philips)的电压降介于2.79V和3.99V之间，会引起LED电流的较大变化。因此，电压变化引起的LED电流变化会超过绝对最大额定值，可能损坏LED。需采用电流调节架构更好地控制光强。
配置
目前有两种不同的配置控制LED电流：线性稳压器和开关型转换器(升压或降压型转换器)：每种配置都具有其优点和缺点(如表1所示)。通过以下问题，可确定合适的LED驱动器：
电源为稳压电源还是非稳压电源，供电电压范围
LED调节器的输入电压和输出电压比
LED最大电流
所使用的LED数量及类型
LED连接配置方式(串联或并联)，每个LED的压降是多少
是否需要调光器，应用中可使用哪些接口(线性、I2C、SPI或PWM)
LED的工作环境(室外、室内、温度、抛负荷)如何
驱动器的基本配置
LED驱动器的基本配置(线性稳压器或开关转换器)通常包括：一个或多个检流电阻(用于测量LED电流)、一个或多个差分放大器(将实测LED电流转换为电压)、内部电压基准(作为实测LED电流的参考点)、一个或多个用于调整LED电流的电流源(MOSFET或驱动器)，以及温度传感器(提供热保护)。
为提高电路质量和保护，LED驱动器还包括以下单元：短路保护、过 压保护、开路保护、软启动、波形整形、渐强/减弱控制等功能。
LED驱动器MAX16815(见图1)采用线性架构。输入电压范围为6.5～40V，可提供高达100mA电流。框图(见图1b)中有5个基本单元(电流检测、差分放大器等)，通过PWM调光输入调节亮度。占空比越高，LED越亮，反之亦然。虽然采用的是PWM信号调光，当频率高于500Hz时，人眼不会辨别出PWM频率闪烁。
LED功耗
线性稳压器的功耗取决于LED电流ILED和输入、输出电压之差(与灯串上LED的数量有关)。差值越大，功耗越大。最大功耗PMAX必须低于封装能够耗散的最大功率。MAX16815采用TDFN封装，最大耗散功率PMAX=1,4545W。TDFN封装具有较大的接地面积，热量可通过该区域耗散至电路板，因此，适当的连接和布局非常重要。MAX16815内部集成了热保护电路，可在结温TJ高于159℃时关断驱动器。
当输入、输出电压存在较大压差，而又需要较高LED电流时，开关转换器配置的LED驱动器更为合适；对于输入电压低于输出电压的应用，则只能采用开关转换器配置。高效率是开关转换器相对于线性稳压器的主要优势。开关转换器配置的主要功耗来自MOSFET的电阻、开关频率、电感串联电阻及肖特基二极管的压降。而这种功耗一般低于LED电流较大时的线性架构。
另一方面，开关转换器需要更大的空间容纳电感和外部MOSFET。电路设计也更复杂，并且开关频率会造成EMV故障。带波形整形功能的控制器通过控制上升时间和下降时间，缓解这一问题。
开关转换器配置中的LED驱动器标准电路类似于DC-DC转换器。与电压调节不同，它调节的是电流。
升压和降压型转换器配置
决定采用升压或降压型配置取决于输入和输出电压。升压配置中的LED驱动器，如MAX16834(如图2所示)，可用于输入电压低于输出电压的应用。
转换器的开关频率范围为100kHz～1MHz，通过RT-SYNC引脚可与微控制器同步，并可利用外部电阻调节。它使设计者在选择电感及选工作频率(不会影响周围器件)时具有更大的灵活性。
如果输入电压高于输出电压，可使用诸如MAX16819的LED驱动器(如图3所示)。开关转换器配置中，不能像线性架构那样直接测量LED电流。然而，电路测量CSN引脚的电感电流(例如MAX16819)，该平均电感电流与LED电流有关。内部控制环路利用该值，通过调节开关频率的占空比最终达到调整LED电流的目的。