LED驱动器技术发展趋势-2010年电源技术研讨会讲义.ppt

1,1,led驱动器技术发展趋势,北京大学上海微电子研究院兼职研究员 2010-09,2,2,led照亮2010上海世博会,3,3,高亮度led驱动主要市场,4,4,led绿色照明灯具,5,5,led灯具驱动工作原理,6,6,led光源工作原理,led光源工作的主要参数是vf/if，其它相关的是颜色/波长/亮度/发光角度/效率/功耗。 vf正向电压是为led发光建立一个正常的工作状态。 if正向电流是促使led发光，发光亮度与流过的电流成正比例。 led vf标称电压：3.4v 0.2v （wled）。 led if工作电流按应用需要选用，各挡不能混用。 led lamp用各档led电流：,7,7,照明用led光源功率,led灯具常用wled二极管: 1）小功率w led： if=15-25ma 如if=20ma 草帽灯、smt。 2）大功率w led： if=200-1000ma 如高亮功率w led， 1w/ if=350ma， 3w/ if=700ma ； 3）功率led管芯按特殊要求绑 定的w led；,大功率照明用led其封装从成品来看是单颗芯片的，其实是用 n 颗 led管芯封装在一个单位里的。 它们的排列组合是串并 联，它们是n个串联，再n 个并联，然后由二点联接 电源。,8,led光源阵列设计,9,9,led灯具驱动基本方案,ac220v,ac220v,ac220v,硅光电板,ac/dc模块,dc/dc恒流源,led光源,led光源,led光源,led光源,开关电源,开关恒流源,储能电池,dc/dc升压恒流源,dc12-36v,dc12v,dc12-36v,alec,dc/dc恒流源,cc,cc,cc,cc,10,10,常用dc led驱动电路, 阻容降压（电阻、电容）； ldo（低压差线性稳压器）； ccr（线性稳流器）； dc/dc-buck（降压开关稳压器）； dc/dc-boost（升压开关稳压器）； dc/dc-buckboost）（升降压开关稳压器）； ac/dc开关恒流源。,11,11,几 种 led 驱 动 方 法 比 较,12,led驱动电源演变,led照明驱动电源早期没有专用的驱动ic，大多都是从通用的ac/dc和dc/dc电源ic借用过来，因此应用电路比较繁复，而ic的很多功能在led照明电路中并不需要而被闲置，ic的很多珍贵的面积被浪费因而造成进一步降价困难；新的专门为led照明而设计的ic今夏以来纷纷登台，应用电路简洁，价格自然回落，促进led销量快速增长； 大型led灯具的电源从各厂自制开始走向向专业电源生产厂家购买，从而保证质量、成本下降、过ce、ul认证不再困难，led灯具厂家产品开发速度明显加快，产品可靠性更好。,13,13,室内led照明驱动基本方案,led灯电源驱动基本 方案如右所示。驱动 电源有内置在灯杯内 的，如mr16、e27、 par30 、par38 、 日光灯等；也有外置 在led光源灯具周边 的，如嵌灯、筒灯、 格栅灯、投光灯等。,14,14,应用方案简洁的bp1360/1,15,15,海量居家照明led灯电源空间小,16,16,离线式3w e27 led驱动电路,17,17,离线式12w par38 led驱动电路,18,专门集成设计，省去冗余元件,适合设计隔离式电源方案的linkswitch-ph,与前一代ic相比可省去周边22个零件， 节省空间和应用成本；,new,19,专用电路设计，应用十分简洁,适合设计非隔离式电源方案linkswitch-pl,3-16w/ 350-1000ma,new,20,124w led隔离恒流电源电路图,保险丝,抗雷击,emi及滤波,全桥整流,启动电路,rcd网络,供电二极管,反馈电路,隔离变压器,emi电容,滤波电容,采样电阻,bp3105隔离方案,输出二极管,bp3105,new,21,124w led可控硅调光电源电路图,保险丝,抗雷击,emi及滤波,全桥整流,启动电路,rcd网络,供电二极管,反馈电路,隔离变压器,emi电容,滤波电容,采样电阻,bp3108隔离可控硅调光方案,输出二极管,可控硅调光采样电路,bp3108,new,22,22,led台灯实用方案,dc/dc恒流源,23,23,超市冰柜led照明灯带方案,dc/dc 恒流源,据冷柜制造商通用电气(general electric)研究发现，采用led照明后，将使冷藏陈列柜的用电量从每年的2660万千瓦时下降到每年1070千瓦时，降幅达60%之多。（冷藏陈列柜每门的led系统功耗为29瓦，相比之下，现有荧光灯的功耗约为73瓦）。,24,24,led水底灯方案,dc/dc 恒流源,25,25,led洗墙灯方案,dc/dc恒流源,dc/dc恒流源,26,26,led工作灯方案,dc/dc恒流源,dc/dc恒流源,27,led医用头灯方案,dc/dc恒流源,28,led航标灯与灯塔方案,dc/dc恒流源,29,29,led警灯与警示灯方案,dc/dc恒流源,dc/dc恒流源,30,led多面灯方案,ac/dc恒流源,31,18w led日光灯的实用电路图,保险丝,抗雷击,emi滤波,全桥整流,无源pfc,启动&恒流补偿,继流二极管,驱动变软,源极驱动,馈流供电,镇流电感,emi电容,滤波电容,采样电阻,toff时间设定,bp2808非隔离方案,pwm,恒流补偿,前馈补偿,启动电阻,32,32,led日光灯应用案例,bp2808的led日光灯已进入2010年上海世博会的“沪上 生态家”、 上海地铁2号线江苏路站厅和马来西亚皇宫的照明系统,33,led植物生长灯,34,led海洋生物生长灯,光源阵列：100-400w 宽电源：ac85-265v,ac220v,ac/dc适配器,dc/dc恒流源,led光源,35,led路灯驱动方案演化,alec,36,bp1361在led路灯方案中的恒流应用,1w x6 / 350ma / 20.4vdc,(1w x6 ) x3 / 1050ma,vin=24vdc,每组=18w 2组=36w 3组=54w 4组=72w,pt4115/ bp1361,rs,l,ac/dc + dc/dc恒流源,led串并阵列,37,led路灯驱动新方案,ac220v,led光源,开关恒流源,开关恒流源将成为led路灯生产厂家首选,led单串阵列,isolated,38,开关恒流源方案,选用单路、多路输出的恒压、恒流一体式隔离防水的开关恒流源方案 是目前led路灯组合设计的最佳方案之一。,40-60%余量设计； 输入电压90 305vac 效率0.8-0.92 功率因素0.9-0.99； 多级驱动隔离方案； 5万小时耐久性测试； 8000kv浪涌测试； 内外部防雷系统； 防水ip67-68；,开关恒流源,39,led路灯组合设计新思路,alec,40,开关恒流源将成为led路灯生产厂家首选,产品种类决定led路灯厂家的生产量不可能很大，因此要做精驱动电源事实上是很困难的； ce、ul等的认证费用不菲，只有大批量生产的厂家才有此实力和必要； 选购带认证的开关恒流源来配套是led路灯、投光灯、洗墙灯等大型灯具生产厂家最经济实惠、最理智的选择。,41,串联led开路保护,电子分流器,nud4700,42,42,太阳能led路灯方案,43,43,影响led灯具寿命的关键,led光源的光衰：与led管芯的质量和生产工艺、led光源工作电流、散热有关； led光源的散热：热量聚积，促使早衰； led驱动电源电路：铝电解电容器的使用寿命在5000小时以下，铝电解电容器的寿命还与使用环境温度有很大关系，环境温度升高电解质的损耗加快，环境温度每升高10 oc，电解电容器寿命就会减少一半。,44,高温电解电容器寿命,105度的高温电解电容器的寿命为10000小时。按电解电容器的寿命估算，“使用环境温度每降低10度，寿命增加一倍。”因此，它在95度环境下理论工作寿命可达20000小时；在85度环境下理论工作寿命可达40000小时；如按每天工作12小时计算，理论上可用十年。目前各生产厂商的品质差异还是很大的，选用要谨慎。,45,45,参考资料,低压差线性稳压器的选用技术 颜重光 /art_8800298692_628868_ta_6be9e90a.htm 手机背光驱动技术的新演变技术 颜重光 /articles/2007nov/pdf/eecol_2007nov20_opt_ta_20.pdf?sources=download 手机相机的低压闪光灯驱动电路设计及器件选择指南 颜重光 /art_8800350556_2000007_ta_1ec71383.htm lcd显示屏的器件选择和驱动电路设计 颜重光 /art_8800011795_400003_500002_ts_9041a624.htm 便携产品电源芯片的应用技术 颜重光 /art_88