高性能LED路灯驱动器设计方案

　　DC- DC 转换器是LED 电源最后一级的自然选择。LED需要直流电流， 因此电压输出也为直流。由于前一级已考虑了整流、PFC 和隔离的因素， 采用中间直流总线可以使设计师使用节约经济的非隔离DC- DC 转换器。非隔离转换器分为三种主要类型： 步压或降压、步升或升压以及步升/步降或降升压。图2中描绘了这三种类型。在这些拓扑中， 降压稳压器目前最适合驱动LED, 原因如下： 首先， 降压电感在输出端， 这意味着LED电流和电感电流的平均值相同； 而且， 输出电流始终被电感明确控制； 其次， 步降电压是功率转换的最高效形式， 这使降压器在所有开关转换器中功率效率最高； 第三， 降压器是最经济的开关转换器， 因为最大的电流在输出端， 最高的电压在输入端。由此， 在由功率MOSFET和二极管构成的开关转化器上， 这些功率转换器件所获得电流和电压就最小。这就意味着可以广泛地选择电源开关、无源元件和控制IC, 从而构成最经济的解决方案。

　　4 排列LED和选取驱动器IC

　　针对该示例中的设计， 将使用100 个1 W 的LED。选择48 V 的中间直流总线是一个明智之举， 因为有现成且输出功率选择范围广泛的AC - DC 电源可供选用。一个48 ? （ 1 # 5% ） V 的降压LED 驱动器可用来驱动10个串联的LED。10个这样的驱动器可以构成明亮的灯， 可以用来运行所有的100个LED,而无需使用危险的电压。半导体制造商按照光通量、相关色温CCT和正向电压将他们的白光LED进行分类。对于保持一致的颜色和光输出来说， 按色温和光通量分类很重要， 但对LED 分类的规格越高， 成本也就越高。当使用各种档次的LED 时， LED 灯的设计必须适用于较宽的正向电压范围。因此每个LED 驱动器将被设计为350 mA 电流源， 可以从45 V ~ 51 V的输入电压产生30 V ~ 40 V 的输出电压范围， 从而使每个LED的VF的可能变化范围在3. 0 V ~ 4. 0 V。

图3 简化的系统架构

　　LM3402HV 是一个具有内部功率N - MOSFET 的降压型稳压器， 运行电压高达75 V, 由于其最低过热电流限制为530mA, 因此也非常适合350 mA输出电流， 如有必要足以驱动纹波电流范围较宽的LED。图3显示了系统架构， 图4显示了每个LM3402HV 的完整电路。

图4 详细的LM3402HV 电路