技术精华之线性LED驱动IC的设计

线性LED驱动IC您了解多少?提起线性功率IC，大家都认为功耗太大，不好用，比较落后的技术了。郑重的回答你，你错了！ 　　三端稳压器78**系列广泛的应用，没有哪一款开关型DC-DC型号的IC用量有可能超过它，这是为什么?大家可能说是:价格低、稳定可靠、技术成熟;那DC-DC呢?效率高。你只说对了一半，线性功率IC不但有前面几项优点，更一样效率高也可以做到体积小巧。 　　同意上述观点的朋友赶紧跟帖赞同，不然看完了我的帖子后你就有可能改变这个观！ 　　台湾有家公司叫点晶科技，成立20多年以来，先后推出LED驱动应用IC上百款，基本全都是线性恒流驱动。你想知道这是为什么吗？ 　　未来的日子里我将找几款IC对比分析，线性功率器件IC设计要注意哪些要点，是怎样胜过高速转换型DC-DC类型IC的！ 　　线路比较 一 　　图1和图2 是两种驱动方式的线路图，现在比较下两种方式的工作过程。 　　1、当电压合适时: 　　电压合适是指供电电压幅值与LED Vf值加上线路的工作电压基本符合。 　　图1 电流经过电感→LED→MOSFET→R;放电回路是，电感→LED→D1； 　　图2 电流流经LED→MOSFET→恒流源。 　　功耗及提高转换效率主要是看线路中的内阻大小，从线路上来看图1会大于图2 ，图2的方式MOS管和恒流源整个压差可以做到200mV，图1 电阻反馈电压都有可能会超过这个电压。单就MOS管来说，都是在做开关使用，需要的压差及相关条件是相同的，功耗相等。 　　2、当电压超过线路需要的幅值时: 　　当线路电压超过线路需要的幅值时，图1 的设计优点会显现出来，也是线路设计初衷。线路根据反馈电压比较高速开关MOS管，关闭时电感放电回路会维持LED电流；图2 超过的电压会加到MOSFET上面，功耗会增加大于图1线路。 　　3、EMI，干扰问题 　　图1 需要高速开关恒流驱动，开关频率会影响其它线路工作，PCB布线要注意相互干扰问题，在选取驱动线路时避免与产品上面的线路工作在一个频率点上。图2 线路不会有这个问题。 　　4、灰度问题 　　图1 线路PWM是与反馈电压信号叠加出来的，在关闭MOS管时，电感还会有电流流过，会影响到灰度的表现，设计时只能PWM时间远远小于L1放电时间。要提高灰度表现，就需要减小电感量，从而减小放电时间提高线路的开关频率，这样会增加线路干扰的程度，恒流精度也会降低。 　　图2 线路开关方式驱动LED可以直接表现灰度，可以做到16位灰度65536级灰度。目前高灰阶LED屏幕都不会选用图1线路设计。 　　线路功耗问题所在 二 　　从上面的分析可以看出，线性驱动有很多优势，只是在电压高于实际应用电压时功耗会增大，在众多的应用领域线性驱动是不可取代的。 　　主要问题不是线路本身，而是供电方式造成的。一般我们设计产品因其成本问题不会新开发开关电源，选取现有电源基本没有合适的，开关电源受标称值所限，有 5V、12V、15V、24V、36V等等，标称值是长期以来市场形成的，电源做成什么电压范围都可以，只是开关电源厂家目前还没有眼光看到这个市场。 　　因其LED Vf值不同，生产出双组电压输出比较合适，例如:3。3 V与5 V、5 V与8 V、7 V与12 V、9 V与14 V、12 V与18 V、14 V与24V等电压组合，电流目前还是1W的效率最高，多颗组合是今后的方向，R、G、B单路500mA比较合适。 　　有这样的电源使用线性IC驱动你觉得还有问题吗。 　　线性IC设计要点： 　　在实际产品设计时，往往供电电压总不会符合我们的要求，LED正向电压Vf值每个公司也不一样，串联的LED个数会随工程需要随意变化，产品量产数量不大开关电源也不方便更换，可以使用以下设计线路来解决此问题。 　　可以检测A点电压来判断供电电压是否合适，使线性驱动线路始终工作在合适的电压范围当中。UV输出讯号反馈到电源部分，供电电压自适应LED正向电压Vf值，LED串接个数也将会自动适应。 　　参考设计可以应用到我们线路设计当中，也可以应用到LED高串接IC设计中。目前市场上的LED恒流IC多适应能力不强，LED串接个数的改变同时也要修改参考检测电阻阻值，这样对产品量产不方便。