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線性和LED開關(guān)電源結(jié)合方案

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時間：2019-07-31 點擊量：1530

隨著現(xiàn)代化發(fā)展，線性開關(guān)電源被取代。但是它們還是有相結(jié)合的地方的，本文就來說說關(guān)于它們的結(jié)合方案。為了控制亮度，發(fā)光二極管（LED）需要恒定電流。把一只電阻器與一組LED串聯(lián)即可實現(xiàn)此點。由于一組LED的電壓和供電電壓都可能發(fā)生改變，因而必須使用專用的LED驅(qū)動保證電流的精準。以下兩種方案使用廣泛：線性恒流LED驅(qū)動器和步進降壓開關(guān)式轉(zhuǎn)換器，它們均有各自的優(yōu)勢和劣勢。

線性驅(qū)動是簡單的方案，所需元件極少且基本無噪音。但是，其耗散的熱量和供電電壓與LED開關(guān)電源正向電壓之差成正比。為防止過熱，其封裝可能需要在開關(guān)電源PCB上額外劃分一個散熱區(qū)，這就增加了所需PCB的成本和數(shù)量，同時也增加了驅(qū)動IC因熱關(guān)斷，從而關(guān)閉LED的風(fēng)險。了解較復(fù)雜、輸出紋波電壓較高，所以開關(guān)電源的應(yīng)用也受到一定的限制。開關(guān)電源信息請點擊此處：http://browserhelp.cn.

如果此驅(qū)動被置于LED旁，額外的熱量會使LED以更高的溫度運行，從而減少其壽命。降壓（或buck）轉(zhuǎn)換器效率高，產(chǎn)生的熱量很少，但是開關(guān)式方案需要一只電感和一個肖特基二極管。這個方案也會產(chǎn)生噪音，尤其是當(dāng)供應(yīng)電壓快降至LED正向電壓時。

在降壓變換器性能不良，用盡余量時，線性驅(qū)動器的運行則是最佳的。為避免劣勢，發(fā)揮兩種方案的優(yōu)勢，可以采取將線性與降壓相結(jié)合的方案，在保證效率的同時將轉(zhuǎn)換噪音降至最低。

理想情況下，電池電壓的波動幅度很大。線性/降壓驅(qū)動器能提供所需的較低噪音運行環(huán)境和較高的效率。當(dāng)應(yīng)用電壓升至限值以上時，LED驅(qū)動器則轉(zhuǎn)換為降壓模式，從而避免線性驅(qū)動器過熱。

與典型的降壓開關(guān)器相同，當(dāng)開關(guān)接通時，流經(jīng)感應(yīng)器L和LED的電流會增加，直至達到峰值，即：LED平均電流的兩倍。之后開關(guān)關(guān)閉。已充電的電感會迫使電流繼續(xù)流經(jīng)肖特基二極管D1及LED,直到其值變?yōu)榱?。而后該循環(huán)又開始重復(fù)。這一開關(guān)式運行被稱為臨界導(dǎo)通模式。

與單用降壓轉(zhuǎn)換器相比，線性/降壓驅(qū)動器可將LED電流調(diào)節(jié)擴展至低于8V的開關(guān)電源電壓，即使電池電壓繼續(xù)下降，它也能使LED保持點亮。開關(guān)電源電壓低于11V時，僅用降壓轉(zhuǎn)換器會損失其精度，并產(chǎn)生回到開關(guān)電源的更多開關(guān)紋波電流。EMI濾波器更難以抑制較低頻率下的紋波電流。另一方面，在相同的供電電壓范圍內(nèi)，線性驅(qū)動器則提供了更高的調(diào)節(jié)和無噪音運行環(huán)境。

盡管增加了元件數(shù)，但對于要求低噪音性能與擴展開關(guān)電源區(qū)間的應(yīng)用，線性/降壓聯(lián)合方案還是有價值的?？梢栽O(shè)置線性到降壓的過渡電壓值，以獲得最佳散熱性能。
與僅用降壓轉(zhuǎn)換器相比，線性/降壓電流阱可將電流的調(diào)節(jié)范圍擴展至更低的電源電壓（8V以下），并降低低電量情況下的EMI.因此，LED在電池電壓低的情況下也可保持點亮。

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