多串LED照明系統(tǒng)與四大線性穩(wěn)壓器問題

在動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)高功率線性穩(wěn)壓器發(fā)明之前，LED 電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員配置多個(gè) LED 串主要有兩種選項(xiàng)：

采用開關(guān)穩(wěn)壓器分別調(diào)節(jié)每個(gè)串；或者使用串并聯(lián)配置碰運(yùn)氣。

使用開關(guān)穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)每個(gè) LED 串（通常在降壓配置中）可針對(duì)電源波動(dòng)、LED 堆棧電壓波動(dòng)以及故障保護(hù)提供最高級(jí)別的靈活性。但是，為每串提供開關(guān)穩(wěn)壓器可能成本很高，而且在 LED 串之間正向電壓匹配相對(duì)較好時(shí)也沒有必要。另外，以串并聯(lián)配置安放 LED 串，還需要各串正向電壓與動(dòng)態(tài)阻抗的更好匹配，否則就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的串電流不匹配問題以及更低的可靠性。此外，這種需要還會(huì)增加 LED 成本，因?yàn)樾枰獙?duì) LED 實(shí)施正向電壓分級(jí)處理。

作為德州儀器 (TI) 的員工，我們總在不斷尋找各種方法，以便在降低成本的同時(shí)保持或提高 LED 照明系統(tǒng)的性能。我們的高功率線性穩(wěn)壓器器件系列（即 LM3463、LM3464 以及 LM3466）提供低成本的高效率方式確保各串之間的電流匹配，可解決設(shè)計(jì)多串 LED 應(yīng)用的各種挑戰(zhàn)。

另一種方法是使用線性穩(wěn)壓器既提供壓重功能強(qiáng)制各串實(shí)現(xiàn)電流匹配，又提供更好的故障保護(hù)。如果輸入電源是 AC/DC 或 DC/DC，并提供恒定電壓，那么 LM3463 和 LM3464 LED 驅(qū)動(dòng)器將是最佳選擇。但是，如果輸入電源提供恒定電流，LM3466 則是最佳選擇。典型應(yīng)用原理圖如下所示：

在本應(yīng)用中，LM3466 集成電路可互相通信，確保恒定電流電源所強(qiáng)加的輸入電流能夠在各串之間進(jìn)行平均分配。線性穩(wěn)壓器會(huì)吸收 LED 堆棧正向電壓的任何差異。

問題 1 — 不過，線性穩(wěn)壓器不是效率低下嗎？

最佳答案是“有時(shí)是，但不常是�！本�性電流調(diào)節(jié)器只在輸入輸出電壓不匹配時(shí)效率低下，但如果兩個(gè)電壓很接近，它們實(shí)際就會(huì)非常高效。該系列包括 LM3466 在內(nèi)中的所有產(chǎn)品都可正常工作，確保極高的效率。事實(shí)上，單個(gè)線性級(jí)的轉(zhuǎn)換效率高于大多數(shù)基于開關(guān)穩(wěn)壓器的轉(zhuǎn)換！

問題 2 — 故障保護(hù)如何？

盡管 LED 可靠性正在提高，但我們?nèi)孕枰�關(guān)注故障保護(hù)，確保在故障事件中系統(tǒng)的運(yùn)行良好。我們所有基于線性穩(wěn)壓器的解決方案都包含開路及短路 LED 保護(hù)方案，可確�？煽堪踩�的工作。每款器件的產(chǎn)品說明書都提供相關(guān)故障處理功能的完整信息。

問題 3 — 如果希望在不同串中提供不同電流怎么辦？

只要各串的正向電壓充分接近，以至于其不會(huì)通過過度功耗對(duì)線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生應(yīng)力，就可以。對(duì)于基于 LM3466 的系統(tǒng)，每款電路都使用編程電阻器來確定各串之間的比值。因此，電流不必像上面討論的實(shí)例中那樣全都相等。如果 LED 串的正向電壓差別過大，就要使用開關(guān)穩(wěn)壓器。

問題 4 — 我有多個(gè)兩種不同類型 LED 的串，其需要不同的電流，這是否意味著我不能使用 LM3466？

可以用，但有一些局限性。例如下圖所示的電路支持一個(gè) 500mA 電流的高亮度白光 LED 串和五個(gè)每個(gè)需要 100mA 的紅光 LED 串。

在這種情況下，如果恒定電流電源提供 1A 電流，那么五個(gè)彩色串的每串電流就必須等于 100mA，五個(gè)串的電流總和就必須等于 500mA，與高功率白光串相等。