工程师如何选择LED恒流源周边器件

1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.工程师如何选择LED恒流源周边器件文子 电感选择: 在设计LEED恒流流源时为为保持严严格的滞滞环电流流控制,电感必必须足够够大,保保证在HHO,OON 期期间,能能向负载载供应能能量,避避免负载载电流显显著下降降,导致致平均电电流跌到到期望值值以下.首先,我们们来看一一下电感感的影响响,假设设没有输输出电容容(COOUT)的存在在,这样样负载电电流和电电感电流流完全一一致,能能更清楚楚地说明明电感的的影响.下图给给出了在在输入电电压的变变化范围围内,电电感

2、值对对频率的的影响.可以看看出,输输入电压压对频率率的影响响很大,电感值值在输入入低电压压时对降降低频率率有很大大影响.(注:您的不不一定是是和参考考图完全全一样,我在此此只是说说明问题题)上图是不同同电感值值下的频频率响应应.下图图说明了了电感减减小时,在输入入电压的的变化范范围内,负载电电流的变变化明显显增大.下图给出了了频率根根据不同同的输出出电压和和不同的的电感值值的变化化曲线.下图, 说说明了电电感减小小时,在在输出电电压的变变化范围围内,负负载电流流的波动动明显增增大.LED的驱驱动电路路产生人人耳听得得见的噪噪声(aaudiiblee nooisee,或者者miccropphon

3、nic noiise).通常常白光LLED驱驱动器都都属于开开关电源源器件(bucck、bboosst 、ccharrge pummp等),其开开关频率率都在11MHzz左右,因此在在驱动器器的典型型应用中中是不会会产生人人耳听得得见的噪噪声.但但是当驱驱动器进进行开关关调节的的时候,如果PPWM信信号的频频率正好好落在2200HHz到220kHHz之间间,白光光LEDD驱动器器周围的的电感和和输出电电容就会会产生人人耳听得得见的噪噪声.所所以设计计时要避避免使用用20kkHz以以下低频频段. 我们都知道道,一个个低频的的开关信信号作用用于普通通的绕线线电感(wirre wwinddingg

4、cooil),会使使得电感感中的线线圈之间间互相产产生机械械振动,该机械械振动的的频率正正好落在在上述频频率,电电感发出出的噪音音就能够够被人耳耳听见.电感产产生了一一部分噪噪声,另另一部分分来自输输出电容容. 选择电感感感值大小小在参考考设计范范围左右右最多的的是您的的经验值值,合适适的选择择感值主主要需要要考虑的的条件是是线路工工作在合合适的频频率范围围、合适适的开关关频率减减少MOOS开关关次数,减少mmos发发热量、避避免与同同PCBB线路同同频干扰扰;选择择合适的的电感内内阻,内内阻是电电感发热热的主要要因数,从而提提高线路路效率;选择合合适的电电流值,有时体体积和成成本是制制约主要

5、要因数,但是还还是要大大于峰值值电流的的2倍(通常在在65%),就就算在板板级空间间十分珍珍贵的情情况下也也要保证证30%预留空空间余量量,这样样可以有有效的减减小内阻阻,减小小发热量量;质量量不好、绕绕制松散散电感器器件也会会有噪声声;未屏屏蔽的电电感在金金属外壳壳安装时时会发生生线路震震荡频率率改变,从而产产生噪声声,这时时需要将将电感屏屏蔽;另另外,当当被屏蔽蔽干扰信信号的波波长正好好与金属属机壳的的某个尺尺寸接近近的时候候,金属属机壳很很容易会会变成一一个大谐谐振腔,即:电电磁波会会在金属属机壳内内来回反反射,并并会产生生互相迭迭加.为了获得最最佳的效效率,应应选用铁铁氧体磁磁芯电感感

6、器.应应选择一一个能够够在不引引起饱和和的情况况下处理理必须的的峰值电电流的电电感器,确保该该电感铜铜线低的的DCRR(铜线线电阻).以便便减小II2R功功耗.切切记电感感铜线绝绝缘层耐耐不了1160度度或长时时间高温温温度环环境,SSMT有有时也会会有影响响,会使使得电感感感值发发生严重重变化,要仔细细了解供供应商产产品温度度忍耐限限度要求求.EMC电感感选择:EMC电感感用在输输入和输输出过滤滤器可以以用来减减少传导导干扰,用于低低于EMMC标准准的限制制设计.所有的的电感器器都需要要铁粉磁磁心而非非铁氧体体.在它它饱和前前,可以以处理更更大电流流,需要要依据负负载选择择合适的的电流值值.

7、 制作滤波电电感,选选用何种种磁心材材料,除除了必须须注意防防止磁心心饱和问问题外,还必须须考虑到到磁心的的恒磁导导特性.需要指指出,有有些设计计人员往往往只注注意电感感量的指指标,选选择磁导导率高的的材料,以减少少线圈的的匝数,而对于于电感额额定电流流较大时时,电感感量是否否减少,减少到到什么程程度,会会不会达达到饱和和,考虑虑较小.这是应应该注意意避免的的. 由于铁粉心心具有饱饱和磁通通密度高高,恒磁磁导特性性好,价价格便宜宜,而得得到了广广泛应用用.输出电容器器件选择择:输出可同时时使用输输出电容容以达到到目标频频率和电电流的精精确控制制.电容容能在整整个输入入电压范范围内减减小频率率,

8、一个个小的 4.77F 的电容容就能显显著减小小频率.电流的的调整也也能因为为电容值值的增加加而得到到改善.从下面面图片可可以很容容易看到到,图上上存在一一个拐点点,再增增加电容容值,对对操作频频率和输输出电流流的调整整影响不不大.增加输出电电容(CCOUTT),从从本质上上来说,是增加加了输出出级所能能储存的的能量,也就意意味着能能供应电电流的时时间加长长了.因因此通过过减慢负负载的ddi/ddt 瞬瞬变,频频率显著著减小.有了输输出电容容(COOUT)之后,电感的的电流将将不再和和负载上上看到的的电流保保持一致致.电感感电流仍仍将是完完美的三三角形的的形状,负载电电流有相相同的趋趋势,只只

9、不过所所有尖锐锐的拐角角都变得得圆滑了了,所有有的峰值值明显减减小,如如下图所所示.应用设计在在输出端端上采用用低ESSR(等等效串联联电阻)陶瓷电电容器,以最大大限度的的减小输输出波纹纹.采用用X5RR或X77R型材材料电介介质,这这是与其其它电介介质相比比,这些些材料能能在较宽宽的电压压和温度度范围内内维持其其容量不不变.对对于大多多数高的的电流设设计,采采用一个个4.77至100uF输输出电容容就足够够了.具具有较低低输出电电流的转转换器只只需要采采用一个个1至22.2uuF的输输出电容容器.输入电容器器的选择择:一般在驱动动IC输输入设置置一颗电电容,主主要是解解决线路路开关频频率对供

10、供电部分分的EMMI问题题.有时时大家会会误认为为是电源源滤波而而设置,事实并并非这样样.因其其整流二二极管广广泛使用用,价格格变得非非常低廉廉而稳定定,集成成到ICC内部没没有成本本优势,所以大大多将整整流滤波波部分不不予整体体考虑. 如果采用电电解电容容提供了了附加的的旁路或或输入电电源阻抗抗很低,则采用用一颗较较小的价价格低的的Y5VV电容器器也会有有很好的的效果.一般恒恒流器件件会有非非常快的的上升和和下降时时间的脉脉冲从输输入电源源吸收电电流.输输入电容容器未了了减小输输入端的的合成电电压纹波波,并强强制该开开关电流流进入一一个严密密的本机机环路,从而最最大限度度的减低低EMII.输

11、入入电容在在开关频频率条件件下必须须具有低低阻抗,以高效效的完成成这项工工作,而而且,它它必须具具有一个个足够的的额定纹纹波电流流.通常常纹波电电流不会会大于负负载电流流的1/2倍. 陶瓷电容器器小尺寸寸和低阻阻抗(低低的等效效串联电电阻或EESR)特征而而成为优优选方案案.低的的ESRR产生了了非常低低的电压压纹波,与数值值相同的的其它电电容器类类型相比比,陶瓷瓷电容器器能够处处理更大大的波纹纹电流.应选用用X5RR或X77R型介介质陶瓷瓷电容器器.可以以选用参参考值多多于1/3容值值的电解解电容器器代替,但是体体积和寿寿命等因因数并不不是很合合适与LLED匹匹配.钽钽电容会会因浪涌涌电流过

12、过大易出出现故障障,也不不建议在在此使用用.肖特基二极极管选择择:通常开关转转换型LLED恒恒流驱动动IC在在moss管关断断期间传传到电流流,所选选择二极极管反向向耐压要要针对线线路最高高输出电电压脉冲冲值来确确定,要要大于这这个值.二极管管的正向向电流不不必与开开关电流流限值相相等.流流经二极极管的平平均电流流是Iff是开关关占空比比的一个个函数,因此应应选择一一个正向向电流IIF=II*(11-D)的二极极管.通通常二极极管在功功率开关关断开时时传到电电流占空空比通常常小于550%,选择电电流值与与驱动电电流相等等即可.如果需需要采用用PWMM调节灰灰度,则则需要考考虑PWWM低电电平期

13、间间来自输输出的二二极管泄泄漏(有有气在热热点上),这一一点或许许也很重重要. 升压型转换换器中的的输出二二极管在在开关管管关断期期间流过过电流,二极管管要承受受反向电电压等于于稳压器器输出电电压.正正常的工工作电流流等于负负载电流流,峰值值电流等等于电感感峰值电电流. Id(二极极管电流流)=IIl(电电感电流流)=(1+XX/2)*Ioout(最大电电流)/1-DDmaxx 二极管消耗耗功率为为: Pd=Ioout(最大)*Vdd 保持较短的的二极管管引线长长度并遵遵循正确确的开关关节点布布局,以以免振铃铃过大和和功耗增增大.耐耐压不是是越高越越好,是是要合适适,高耐耐压肖特特基二极极管Vff值也会会高些,功耗会会大,价价格也会会高.相相对耐压压大电流流的型号号Vf值值会低些些,成本本也会稍稍有增加加,没有有成本压压力可以以考虑. 经常可以使使用的二二极管可可以是:IN581171AA200V IN581191AA400V CMSH11-600M