照明用LED驱动技术及应用（二）
目前全球LED市场主要有日本的日亚化学(Nichia)、丰田合成(ToyodaGosei)、美国Cree公司、欧洲飞利浦(PhilipsLumileds)和欧司朗(Osram)5家掌控。照明LED驱动芯片制造商，国内利用较多的有华润矽威科技和台湾点晶科技的产品，国外利用较多的有安森美和美国国家半导体等芯片。
(1)华润矽威的LED驱动芯片
华润矽威科技最新推出的PT4207采用SOP8封装，是一款高压降压式LED驱动控制芯片，能适应从18V到450V的输入电压范围，可支持上百个LED的串并联驱动应用，占空比最高可达100%，以保证系统的高效能。内置输入电压补偿功能，极大改善了PT4207在不同输入电压下的LED电流稳定性。PT4207内置一个350mA开关，并配备外部MOS开关驱动端口。对于350mA以下的应用无需外部MOS开关，对于高于350mA的应用可采用外部MOS管扩展电流。LED电流可通过外部电阻设定。通过多功能调光DIM管脚，可使用电阻或DC电压线性调节LED电流，也可使用数字脉冲信号进行PWM调光。PT4207具有多种保护功能，包括负载短路保护、开路保护、过温度保护等。适合AC/DC LED日光灯、RGB背光LED驱动、LED环境装饰灯等各种应用。PT4207的典型应用线路如图5所示。
图5：LED日光灯驱动芯片PT4207典型应用线路
二极管改为空心通直线，电阻为长方形，符号改为斜体，脚注改为小写正体
(2)安森美LED驱动芯片
安森美半导体NCL30000是一款极佳的产品，成本低，性能佳。这器件集成了PFC、DC-DC转换和LED驱动器，简单易用，其小型SOIC封装也有利于小巧设计和低成本。NCL30000采用紧凑型的8引脚表面贴装封装，使用临界导电模式反激架构，以单段式拓扑结构，在宽AC输入电压范围内提供大于0.95的高功率因数。典型应用包括LED驱动器电源、LED嵌灯、三端双向可控硅开关组件(TRIAC)可调光LED灯及功率因数校正恒压电源。其典型应用原理图如图6所示。
图6：NCL30000 典型应用原理图
二极管改为空心通直线，电阻为长方形，符号改为斜体，脚注改为小写正体
(3)美国国家半导体LED驱动芯片
恒流降压型，Vin范围：LM3405 3V -15V/LM3405A 3V-22V;基准电流源：200mV;工作频率：0.550/1.6MHZ;PWM调光。典型应用为：家用照明、路灯、广告装饰等。LM3405典型应用原理图见图7。
图7：LM3405典型应用原理图
二极管改为空心通直线，电阻为长方形，符号改为斜体，脚注改为小写正体
(4)台湾点晶科技LED驱动芯片
DM413是全彩驱动芯片，内置灰度产生器，采用PWM脉宽调制方式。专为LED 照明、装饰、大屏显示等应用而设计。最大恒流输出：100mA;最大输出承受电压: 17V;最大串行时钟频率:20MHz;芯片工作电压：3.3V--5.5V。DM413具有若干信号输入输出引脚及多个功能设定引脚。信号通过输入接口给DM413相应的输入引脚。3个输出引脚用于连接LED，可分配给R，G，B三个颜色，同一个输出引脚接相同颜色的LED，根据配色需要，每个输出引脚可接一个或多个LED。控制器输出接口具有三条信号线：一条串行数据输出线，一条时钟信号输出线及一条锁存信号线。这三条线分别接到驱动芯片相应的3个引脚上。和一般的串行移位机制相同，在时钟信号的控制下，串行数据在驱动芯片内部移位寄存。当数据发送接收完毕，控制器向驱动芯片发送锁存信号，使LED驱动芯片锁存已存储的数据，同时会根据所存储的数据驱动LED发光。该方式控制LED以人眼分辨不出的高频率快速亮灭，根据芯片所存储的数据设定亮和灭所占的比例，即实现灰度级别的控制。DM413的典型应用原理图见图8。
图8：DM413典型应用原理图
二极管改为空心通直线，电阻为长方形，符号改为斜体，脚注改为小写正体
5、结语
综上所述可以看出，LED在工作时需要有稳流、稳压的元件，但是此类元件应具备自身承担的分压高但功耗要小的特性。所以，应尽可能采用电容、电感或有源开关电路等高效电路，这样才能保证LED系统的高效率。采用串联式集成恒功率输出电路，可以使LED的光输出在很宽的电源范围内保持恒定，但一般的IC电路会因此而使效率有所下降。采用有源开关电路，可以保证在较高的转换效率下，实现电源电压大幅度变化时恒功率输出。LED现今绝大多数芯片都可以从0～100%的调制光度，并且可保证在整个调光过程保持较高光效，并且不损害LED的寿命。目前，针对光度控制方面，主要的两种解决方案为线性调节LED的电流(模拟调光)或在肉眼无法察觉的高频下，让驱动电流从0到目标电流值之间来回切换(数字调光)。利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环和工作周期可能是实现数字调光的最简单的方法。
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