LED凈化燈照明驅動(dòng)器IC中的數字電源與調光

　　LED凈化燈照明用驅動(dòng)器IC的特點(diǎn)

　　為了適應上述市場(chǎng)需求而在進(jìn)行LED凈化燈照明用驅動(dòng)器IC的開(kāi)發(fā)。為使LED保持一定的亮度點(diǎn)燈，需要有進(jìn)行恒流控制的LED驅動(dòng)器IC。通常，是從交流電源開(kāi)始進(jìn)行恒流控制，所以使用降壓型開(kāi)關(guān)穩壓器方式(圖1)。

　　傳統方式中，輸入電壓變動(dòng)和輸出電壓變動(dòng)大，須根據應用條件重新設計電源模塊。如果輸入電壓變動(dòng)大，則交流電壓頻率(全波整流后為100Hz～120Hz)中帶紋波的輸入電壓會(huì )使得LED的亮度發(fā)生閃爍。為了穩定輸入電壓，必須在設計電源模塊時(shí)采取措施。如果輸出電壓變動(dòng)大，就必須針對每一個(gè)光源的輸出電壓(LED的燈數)變更外接元器件的常數，設計出許多種電源模塊來(lái)，從而增加了設計工作量(圖2)。而且，由于LED的Vf高低不一，也會(huì )致使LED照明器具之間出現亮度不統一的情況。

　　開(kāi)關(guān)穩壓器用開(kāi)關(guān)的導通時(shí)間與關(guān)斷時(shí)間之比來(lái)控制LED電流值。傳統方式的一般控制方法，是用線(xiàn)圈的峰值電流來(lái)決定開(kāi)關(guān)的導通時(shí)間。此方法利用輸入、輸出電壓的變化來(lái)改變線(xiàn)圈電流的梯度，其結果是LED電流值也變化。(圖3-1)

　　要解決這一問(wèn)題，應不用峰值電流來(lái)控制LED電流，而須用LED電流的平均值來(lái)控制(平均電流控制)。但是，平均電流控制用一般情況下使用的模擬電源控制方式難于實(shí)現，外接元器件數量有增加的趨勢。這次開(kāi)發(fā)的BD555AKFV采用數字電源控制技術(shù)，不增加外接元器件的數量，只需檢測線(xiàn)圈的電流即可解決上述課題。(圖4)

由于采取數字電源控制，與輸入、輸出電壓無(wú)關(guān)，可以實(shí)現對LED電流的平均值進(jìn)行控制(圖2)。它是對線(xiàn)圈電流進(jìn)行采樣(A/D轉換)從而數字化，根據采樣數據進(jìn)行峰值電流的運算以使LED電流的平均值保持恒定。然后，將此運算結果進(jìn)行D/A轉換，反饋到檢測峰值電流的比較電路(圖3-2)。羅姆使用這種方法從而完全實(shí)現了數字控制，這屬于業(yè)界首創(chuàng )。

　　雖然開(kāi)關(guān)電源采用的數字電源控制方式備受關(guān)注，但因為通常要使用DSP而存在“電路規模大(成本高)”、“功耗大”等問(wèn)題，難以應用于LED小型照明。BD555AKFV特別針對LED照明功能開(kāi)發(fā)出專(zhuān)用邏輯，解決了數字電源的弱點(diǎn)——電路、功耗增大的問(wèn)題。

　　數字電源控制的特點(diǎn)是除了平均電流控制功能之外還可以有效地利用調光功能。“BD555AKFV”與“可控硅調光”、“PWM調光”和“線(xiàn)性調光”3種調光方式兼容，能夠適應具備多種調光功能的照明器具。

　　帶可控硅調光功能的LED照明用驅動(dòng)器IC

　　業(yè)內存在讓LED凈化燈照明燈與原有照明器具所用的調光器組合使用的需求。原有的調光器是使用可控硅等開(kāi)關(guān)元件截取交流輸入電壓的一部分，根據它的相位角來(lái)調節亮度的調光方式，被稱(chēng)為可控硅調光器?？煽毓枵{光器在可控硅處于導通狀態(tài)時(shí)必須使保持電流持續流通；一旦保持電流下降，可控硅便關(guān)斷了。由于LED照明燈與原有照明燈相比，功耗極低，所以使可控硅的保持電流下降，調光器就往往會(huì )因此而不定期關(guān)斷從而發(fā)生閃變(閃爍)現象。(圖5)　　為了防止出現這種閃爍現象，需要有能夠確保保持電流恒定的泄放電路，各制造廠(chǎng)商采用各種各樣的方式構成泄放電路。BD555AKFV內置有羅姆獨創(chuàng )的泄放電路，采取了避免無(wú)謂損失的措施。但是，即使裝載了確保保持電流恒定的泄放電路，還是有不能防止可控硅調光器引發(fā)誤動(dòng)作的情況出現。其原因是因為可控硅接通時(shí)使輸入電容充電的沖擊電流會(huì )造成大的瞬變，保持電流瞬間下降從而造成可控硅關(guān)斷(圖6)。