基于MAX168O1／168O2的LED照明驱动的设计

摘要：随着半导体照明行业的兴起，对LED驱动的要求日益迫切。因此提出一种基于MAXl6801／16802开关电源结构的LED自适应驱动电路。从LED自身的光电特性、温度特性及IC芯片本身的驱动特性出发，利用MAXl6801／16802的特点，实现对LED的恒流驱动，过压保护的温度光强反馈。
关键词：发光二极管驱动；MAXl6801／16802；自适应驱动；衰减补偿；半导体照明

O 引言
LED作为一种出现时间最晚的照明技术，其优点不仅体现在发光质量方面，在生产、制造、易用性方面都要大大超越白炽灯、荧光灯等传统光源。受到荧光灯发光原理的启发，LED生产商通过在高亮度蓝光LED管芯上加一层荧光粉，用蓝光激发荧光粉发出白光。此外，通过采用不同的荧光粉，可发出色温为4500～10000K及色温为2850～3800K的多种白光LED，白光LED的发光效率大都已超过301m／W，某些产品已超过50lm／W的水平，具备了正式大规模实用化的基础。RGB三色LED合成白光综合性能好，在高显色指数下，流明效率有可能高到2001m／w，要解决的主要技术难题是提高绿光LED的电光转换效率，目前其只有13％左右。对于LED激发荧光粉发光而言，三基色混光可以避免前者光谱分布不连续，显色性不好等缺点，同时三基色混光的人眼舒适度可大大提高，由三基色PWM调制后可以根据需要在同一光源实现多色和全彩色照明。

1 设计理念及方案
设计大功率半导体驱动，首先要从发光芯片选择及光源实现；驱动电路设计，二次光学设计；设备封装三个方面考虑。
在LED照明中，有单色LED激发荧光粉发光的成功设计案例，但考虑到这种方案出光难以实现全光谱、高显色，在本次设计中采用RGB三基色混光光源，及对红绿蓝三种单色LED芯片单独驱动，分别发光实现光源的完成。为了满足大功率输出下的照度稳定，要实现对LED温度衰减的补偿，同时也要对启动时的浪涌脉冲和电流的不稳定波动做出补偿。在二次光学设计时主要考虑三基色混光，在积分球混光和光纤耦合的对比中选择光纤耦合，将三色芯片的出光通过光纤耦合混光后输出。

2 LED光学特性及电气特性
对于超高亮LED的特性，当正向电压超过某个阈值(约2V)，即通常所说的导通电压之后，可近似认为，IF与VF成正比。当前超高亮LED的最高IF可达1A，而VF通常为2～4V。由于LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。此外，LED的正向压降变化范围比较大(最大可达lV以上)，VF的微小变化会引起较大的IF变化，从而引起亮度的较大变化。所以，采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此，超高亮LED通常采用恒流源驱动。LED的光通量与温度成反比，85℃时的光通量是25℃时的一半，而-40℃时的光输出是25℃时的1．8倍。温度的变化对LED的波长也有一定的影响，因此，良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。