概述

高亮度(HB)LED目前已廣泛用于各種照明設(shè)備，其光輸出量(發(fā)光效率)通常以流明/瓦為單位計(jì)量，已經(jīng)超過(guò)了熒光燈的發(fā)光效率。可靠性及安全特性使得HBLED成為電池備份照明系統(tǒng)(應(yīng)急照明等)的優(yōu)選方法。

隨著LED制造技術(shù)以及電池技術(shù)的進(jìn)步，目前最高容量的鋰離子(Li+)電池能量密度可以達(dá)到750kJ/kg左右；鎳氫(NiMH)電池的能量密度略低一些，大約為200kJ/kg(而汽油的能量密度為44MJ/kg)。單節(jié)Li+電池的端電壓約為3.7V，要想直接驅(qū)動(dòng)多個(gè)串聯(lián)的LED，則需把多節(jié)電池串聯(lián)在一起，但這會(huì)帶來(lái)功率分配等設(shè)計(jì)問(wèn)題，用戶(hù)也往往首選單節(jié)電池供電的方法。

采用高容量、單節(jié)Li+電池驅(qū)動(dòng)高效率LED光源時(shí)，由于電池電壓僅為3V至4V，要解決電源轉(zhuǎn)換問(wèn)題。本應(yīng)用筆記介紹了MaximMAX16834HBLED驅(qū)動(dòng)器從低壓電源出現(xiàn)HBLED燈串驅(qū)動(dòng)的解決方法。

采用持續(xù)boost模式驅(qū)動(dòng)LED燈串時(shí)效率低下

以常見(jiàn)的boost配置拓?fù)錇槔纾簶?biāo)準(zhǔn)的MAX16834HBLED驅(qū)動(dòng)器評(píng)估板(EV)MAX16834EVKIT(圖1)。

圖1.常見(jiàn)的HBLED驅(qū)動(dòng)器boost配置

Boost轉(zhuǎn)換器同時(shí)為L(zhǎng)ED燈串和FET供電

MAX16834是一款通用的HBLED驅(qū)動(dòng)器，允許通過(guò)模擬和脈寬調(diào)制(pWM)進(jìn)行調(diào)光。器件可實(shí)現(xiàn)升壓、升/降壓、SEpIC和高邊buck拓?fù)?。除了?qū)動(dòng)由開(kāi)關(guān)控制器控制的n溝道功率MOSFET開(kāi)關(guān)，器件還可驅(qū)動(dòng)n溝道pWM調(diào)光開(kāi)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)LEDpWM調(diào)光。器件集成了寬范圍調(diào)光、固定頻率HBLED驅(qū)動(dòng)所需的全部電路。

要對(duì)MAX16834EVKIT進(jìn)行一些更改，該設(shè)計(jì)中使用了MAX8815Aboost轉(zhuǎn)換器。其評(píng)估板默認(rèn)設(shè)置為5V輸出，無(wú)需更改標(biāo)準(zhǔn)電路(圖2)。

圖2.MAX8815AEVKIT供應(yīng)所需的5V輸出，無(wú)需更改電路

系統(tǒng)測(cè)量

圖3.MAX16834HBLED驅(qū)動(dòng)器在三種電壓下的性能數(shù)據(jù)

測(cè)量時(shí)，負(fù)載從零(全部LED熄滅)增大至評(píng)估板滿(mǎn)載(LED燈串電流最大約1A)。數(shù)據(jù)表明，電壓較低時(shí)，供應(yīng)給輸出的功率減小。這是因?yàn)檩斎腚娫磳⑾到y(tǒng)的輸入電流限制為4A，電池源通常也存在此類(lèi)限制。

結(jié)論

對(duì)電路進(jìn)行少許修改，MAX16834可用于驅(qū)動(dòng)HBLED燈串。即使在電池電壓低至3V時(shí)，總體轉(zhuǎn)換效率也可維持在大約90%或以上。能夠幫助工程師采用最新技術(shù)、高容量Li+電池供應(yīng)照明解決方法，防止多級(jí)電源轉(zhuǎn)換而導(dǎo)致的效率低下問(wèn)題，有助于延長(zhǎng)電池使用壽命。