LED驱动电子电路设计图集锦TOP11

新颖LED驱动/控制器

　　在低压便携设备应用方面，除了上述LED驱动器，安森美半导体还提供其它一些新颖的产品，如NCP5890和CAT3661。其中，NCP5890是一款独特的照明管理集成电路（LMIC），以3 mm x 3 mm x 0.5 mm的极小型封装中集成了液晶显示器（LCD）背光、装饰光控制和环境光感测功能。

　　众所周知，当今的便携电子产品很流行较大的LCD屏幕和LED照明效果。为了满足所有这些照明要求，硬件设计人员通常需要采用数个LED驱动器。由于电路板空间有限，要实现更先进的照明效果，通常需要大量的软件编程和微控制器（MCU）资源。安森美半导体提供NCP5890这样的更简单单芯片硅解决方案，具有多种以指令控制实现的照明效果，帮助硬件设计工程师满足他们特定的照明和电源设计目标。这款照明管理IC具有30 V输出电压能力，驱动串联LED，实现对LCD屏幕的均衡背光。此外，这器件控制三组白光 LED或RGB LED，在键盘或底盘上营造出装饰光图案，与背光形成独特的组合。这驱动器还根据环境光的亮度来调节背光电流，从而延长电池使用时间。NCP5890是紧凑型智能手机等应用的专用解决方案。

　　图4：针对扣式电池优化的CAT3661 LED驱动器应用电路图。

　　如今，越来越多的创新型便携设备采用扣式电池（coin cell）供电，如医疗应用中的血糖仪、数字体温计、血氧计、呼吸分析仪和生理监测仪等。由于这种电池的独特特性以及需要长工作寿命，这些紧凑型应用需要定制的LED驱动器，不仅要管理背光，还要监测电池电量。在这类应用中，可以采用安森美半导体计划于2010年下半年推出的CAT3661 2至2.5 V单LED驱动器。这器件同样采用安森美半导体专利的四模（Quad Mode）电荷泵架构，能效高达92%，静态电流低至约150 μA，提供可调节的低电池电量检测功能，以及强固的LED故障监测、软启动和短路限制等保护功能，采用低高度的3 x 3 mm TQFN-16封装，非常适合这些便携设备应用。

　　TOP2 内置电源LED日光灯应用电路设计方案

　　目前，几乎市场上所有LED日光灯的电源都是采用内置式。所谓内置式就是指电源可以放在灯管里面。这种内置式的最大优点就是可以做成直接替换现有的荧光灯管，而无需对原有电路作任何改动。所以内置式电源的形状通常都是做成长条形，以便塞进半圆形的灯管中去。隔离式是指在输入端和输出端有隔离变压器隔离，这种变压器可能是工频也可能是高频的。但都能把输入和输出隔离起来。可以避免触电的危险。也容易通过CE或UL认证。

　　内置电源LED日光灯的耗电

　　采用内置式电源的最大优点就是可以直接替换现有荧光灯而不需要对原有的接线做任何改变。那么内置式的这种优点是不是也付出一定的代价呢？的确如此，而且这个代价还不小。这要从普通荧光灯的镇流器结构说起：我们知道，最普通的荧光灯的起辉是采用一个串联的铁芯电感和一个并联的起辉器（图 3a）。对于这种电路在用LED日光灯直接替换时，只要拔掉起辉器就可以了。但是由于铁芯电感仍然串联在电路中，所以它仍然带来将近 6.4W（Philip）到10W（国产）的损耗，结果由于这部分的额外损耗就大大降低了LED的节电功效。例如，本来一个20W的LED日光灯可以取代一个36W的荧光灯，以内置非隔离式的20W LED日光灯为例，实测结果如下。

　　（b）电子镇流器

　　图3. 荧光灯电源电路图

　　也就是说，直接换的结果是效率大大降低，对于国产电感镇流器，效率只有56.2%。只比普通荧光灯节电6.8W。这使得LED日光灯的节电效能大打折扣，以致合同能源管理（EMC）难以执行。

　　散热和寿命

　　这种半圆柱的表面积为：2πR*h/2=πR*h。对于T8灯管来说，它的直径为26mm，所以半径为13mm。1.2米的T8灯管，其表面积为：π*1.3+120=490cm2，我们知道LED散热器的表面积通常要求60cm2/W。，所以这种半铝管只能散8W左右的热量。而T8型 LED日光灯通常输入功率为20W，假定LED的发光效率只有20%，那么有16W的输入电功率都变成热量。而现在只能散去8W的热量，而还有8W的热量无法散去，其结果就是使得LED的结温升高，寿命缩短。

不仅如此，由于电源内置，电源的热量也就加入到管内，假定电源的效率为88％，所以就有2.4W的热量也要散去，相当于又要增加30％的热量，也就是说一共有10.4W的功率无法散发出去。使得LED的散热又增加的一份困难，或者说，使得LED的使用寿命也更加缩短。而且，电源的长度大约为灯管长度的五分之一，电源所发的热也集中在这一段里面，使得靠近电源的这些LED受到更热的烘烤，因而寿命也比其他地方的LED更短，灯管在损坏时，