工程师如何选择LED恒流源周边器件1705.docx

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1、工程师如如何选择择LEDD恒流源源周边器器件文子 电感选择择: 在设计LLED恒恒流源时时为保持持严格的的滞环电电流控制制,电感感必须足足够大,保证在在HO,ON 期间,能向负负载供应应能量,避免负负载电流流显著下下降,导导致平均均电流跌跌到期望望值以下下.首先,我我们来看看一下电电感的影影响,假假设没有有输出电电容(CCOUTT)的存存在,这这样负载载电流和和电感电电流完全全一致,能更清清楚地说说明电感感的影响响.下图图给出了了在输入入电压的的变化范范围内,电感值值对频率率的影响响.可以以看出,输入电电压对频频率的影影响很大大,电感感值在输输入低电电压时对对降低频频率有很很大影响响.(注注:

2、您的的不一定定是和参参考图完完全一样样,我在在此只是是说明问问题)上图是不不同电感感值下的的频率响响应.下下图说明明了电感感减小时时,在输输入电压压的变化化范围内内,负载载电流的的变化明明显增大大.下图给出出了频率率根据不不同的输输出电压压和不同同的电感感值的变变化曲线线.下图, 说明了了电感减减小时,在输出出电压的的变化范范围内,负载电电流的波波动明显显增大.LED的的驱动电电路产生生人耳听听得见的的噪声(auddiblle nnoisse,或或者miicroophoonicc nooisee).通通常白光光LEDD驱动器器都属于于开关电电源器件件(buuck、booost 、chhargg

3、e ppumpp等),其开关关频率都都在1MMHz左左右,因因此在驱驱动器的的典型应应用中是是不会产产生人耳耳听得见见的噪声声.但是是当驱动动器进行行开关调调节的时时候,如如果PWWM信号号的频率率正好落落在2000Hzz到200kHzz之间,白光LLED驱驱动器周周围的电电感和输输出电容容就会产产生人耳耳听得见见的噪声声.所以以设计时时要避免免使用220kHHz以下下低频段段. 我们都知知道,一一个低频频的开关关信号作作用于普普通的绕绕线电感感(wiire winndinng ccoill),会会使得电电感中的的线圈之之间互相相产生机机械振动动,该机机械振动动的频率率正好落落在上述述频率,电

4、感发发出的噪噪音就能能够被人人耳听见见.电感感产生了了一部分分噪声,另一部部分来自自输出电电容. 选择电感感感值大大小在参参考设计计范围左左右最多多的是您您的经验验值,合合适的选选择感值值主要需需要考虑虑的条件件是线路路工作在在合适的的频率范范围、合合适的开开关频率率减少MMOS开开关次数数,减少少moss发热量量、避免免与同PPCB线线路同频频干扰;选择合合适的电电感内阻阻,内阻阻是电感感发热的的主要因因数,从从而提高高线路效效率;选选择合适适的电流流值,有有时体积积和成本本是制约约主要因因数,但但是还是是要大于于峰值电电流的22倍(通通常在665%),就算算在板级级空间十十分珍贵贵的情况况

5、下也要要保证330%预预留空间间余量,这样可可以有效效的减小小内阻,减小发发热量;质量不不好、绕绕制松散散电感器器件也会会有噪声声;未屏屏蔽的电电感在金金属外壳壳安装时时会发生生线路震震荡频率率改变,从而产产生噪声声,这时时需要将将电感屏屏蔽;另另外,当当被屏蔽蔽干扰信信号的波波长正好好与金属属机壳的的某个尺尺寸接近近的时候候,金属属机壳很很容易会会变成一一个大谐谐振腔,即:电电磁波会会在金属属机壳内内来回反反射,并并会产生生互相迭迭加.为了获得得最佳的的效率,应选用用铁氧体体磁芯电电感器.应选择择一个能能够在不不引起饱饱和的情情况下处处理必须须的峰值值电流的的电感器器,确保保该电感感铜线低低

6、的DCCR(铜铜线电阻阻).以以便减小小I2RR功耗.切记电电感铜线线绝缘层层耐不了了1600度或长长时间高高温温度度环境,SMTT有时也也会有影影响,会会使得电电感感值值发生严严重变化化,要仔仔细了解解供应商商产品温温度忍耐耐限度要要求.EMC电电感选择择:EMC电电感用在在输入和和输出过过滤器可可以用来来减少传传导干扰扰,用于于低于EEMC标标准的限限制设计计.所有有的电感感器都需需要铁粉粉磁心而而非铁氧氧体.在在它饱和和前,可可以处理理更大电电流,需需要依据据负载选选择合适适的电流流值. 制作滤波波电感,选用何何种磁心心材料,除了必必须注意意防止磁磁心饱和和问题外外,还必必须考虑虑到磁心

7、心的恒磁磁导特性性.需要要指出,有些设设计人员员往往只只注意电电感量的的指标,选择磁磁导率高高的材料料,以减减少线圈圈的匝数数,而对对于电感感额定电电流较大大时,电电感量是是否减少少,减少少到什么么程度,会不会会达到饱饱和,考考虑较小小.这是是应该注注意避免免的. 由于铁粉粉心具有有饱和磁磁通密度度高,恒恒磁导特特性好,价格便便宜,而而得到了了广泛应应用.输出电容容器件选选择:输出可同同时使用用输出电电容以达达到目标标频率和和电流的的精确控控制.电电容能在在整个输输入电压压范围内内减小频频率,一一个小的的 4.7FF 的电电容就能能显著减减小频率率.电流流的调整整也能因因为电容容值的增增加而得

8、得到改善善.从下下面图片片可以很很容易看看到,图图上存在在一个拐拐点,再再增加电电容值,对操作作频率和和输出电电流的调调整影响响不大.增加输出出电容(COUUT),从本质质上来说说,是增增加了输输出级所所能储存存的能量量,也就就意味着着能供应应电流的的时间加加长了.因此通通过减慢慢负载的的di/dt 瞬变,频率显显著减小小.有了了输出电电容(CCOUTT)之后后,电感感的电流流将不再再和负载载上看到到的电流流保持一一致.电电感电流流仍将是是完美的的三角形形的形状状,负载载电流有有相同的的趋势,只不过过所有尖尖锐的拐拐角都变变得圆滑滑了,所所有的峰峰值明显显减小,如下图图所示.应用设计计在输出出

9、端上采采用低EESR(等效串串联电阻阻)陶瓷瓷电容器器,以最最大限度度的减小小输出波波纹.采采用X55R或XX7R型型材料电电介质,这是与与其它电电介质相相比,这这些材料料能在较较宽的电电压和温温度范围围内维持持其容量量不变.对于大大多数高高的电流流设计,采用一一个4.7至110uFF输出电电容就足足够了.具有较较低输出出电流的的转换器器只需要要采用一一个1至至2.22uF的的输出电电容器.输入电容容器的选选择:一般在驱驱动ICC输入设设置一颗颗电容,主要是是解决线线路开关关频率对对供电部部分的EEMI问问题.有有时大家家会误认认为是电电源滤波波而设置置,事实实并非这这样.因因其整流流二极管管

10、广泛使使用,价价格变得得非常低低廉而稳稳定,集集成到IIC内部部没有成成本优势势,所以以大多将将整流滤滤波部分分不予整整体考虑虑. 如果采用用电解电电容提供供了附加加的旁路路或输入入电源阻阻抗很低低,则采采用一颗颗较小的的价格低低的Y55V电容容器也会会有很好好的效果果.一般般恒流器器件会有有非常快快的上升升和下降降时间的的脉冲从从输入电电源吸收收电流.输入电电容器未未了减小小输入端端的合成成电压纹纹波,并并强制该该开关电电流进入入一个严严密的本本机环路路,从而而最大限限度的减减低EMMI.输输入电容容在开关关频率条条件下必必须具有有低阻抗抗,以高高效的完完成这项项工作,而且,它必须须具有一一

11、个足够够的额定定纹波电电流.通通常纹波波电流不不会大于于负载电电流的11/2倍倍. 陶瓷电容容器小尺尺寸和低低阻抗(低的等等效串联联电阻或或ESRR)特征征而成为为优选方方案.低低的ESSR产生生了非常常低的电电压纹波波,与数数值相同同的其它它电容器器类型相相比,陶陶瓷电容容器能够够处理更更大的波波纹电流流.应选选用X55R或XX7R型型介质陶陶瓷电容容器.可可以选用用参考值值多于11/3容容值的电电解电容容器代替替,但是是体积和和寿命等等因数并并不是很很合适与与LEDD匹配.钽电容容会因浪浪涌电流流过大易易出现故故障,也也不建议议在此使使用.肖特基二二极管选选择:通常开关关转换型型LEDD恒

12、流驱驱动ICC在moos管关关断期间间传到电电流,所所选择二二极管反反向耐压压要针对对线路最最高输出出电压脉脉冲值来来确定,要大于于这个值值.二极极管的正正向电流流不必与与开关电电流限值值相等.流经二二极管的的平均电电流是IIf是开开关占空空比的一一个函数数,因此此应选择择一个正正向电流流IF=I*(1-DD)的二二极管.通常二二极管在在功率开开关断开开时传到到电流占占空比通通常小于于50%,选择择电流值值与驱动动电流相相等即可可.如果果需要采采用PWWM调节节灰度,则需要要考虑PPWM低低电平期期间来自自输出的的二极管管泄漏(有气在在热点上上),这这一点或或许也很很重要. 升压型转转换器中中

13、的输出出二极管管在开关关管关断断期间流流过电流流,二极极管要承承受反向向电压等等于稳压压器输出出电压.正常的的工作电电流等于于负载电电流,峰峰值电流流等于电电感峰值值电流. Id(二二极管电电流)=Il(电感电电流)=(1+X/22)*IIoutt(最大大电流)/1-Dmaax 二极管消消耗功率率为: Pd=IIoutt(最大大)*VVd 保持较短短的二极极管引线线长度并并遵循正正确的开开关节点点布局,以免振振铃过大大和功耗耗增大.耐压不不是越高高越好,是要合合适,高高耐压肖肖特基二二极管VVf值也也会高些些,功耗耗会大,价格也也会高.相对耐耐压大电电流的型型号Vff值会低低些,成成本也会会稍

14、有增增加,没没有成本本压力可可以考虑虑. 经常可以以使用的的二极管管可以是是:IN5881711A220V IN5881911A440V CMSHH1-660M 11A660V CMSHH1-1100MM1AA1000V BYV226A11.5AA2200VV BYV226B11.5AA4400VV BYV226C11.5AA6600VV BYV226D11.5AA8800VV B220022A220V B240022A440V B21000 22A1100VV B320033A220V UPS334033A440V SBM443033A440V 8ETUU0488A4400VV（电源网网原创转转载请注注明出处处）