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高亮度LED的结构特性及使用剖析
来源:http://www.jgjjl.com 编辑:www.kb88.com 2018-10-21 19:33

  高亮度LED的结构特性及使用剖析

   尽管LED是电流器材——高亮度LED也不破例,但轿车尾灯、刹车、转向信号照明等运用场合仍能获益于电压驱动器结构。

  
当功率更高的LED可供运用时,零售店和住所的LED室内照明将可能很快呈现。LED制作商们仅仅刚刚开始处理高色温光源问题。

  
由于高亮度LED制作工艺、器材规划、拼装技能三方面的发展,LED发光器的功用一向在进步,其本钱一向在下降,功用进步和本钱下降的速度都令人难忘。PN结规划、再辐射磷光体和透镜结构都有助于进步功率,因而也有助于进步可获得的光输出。就高输出白光LED而言,宽光谱功用的进步使人对一般照明用的低维护高能效光源抱有期望。

  
尽管完成可与规范荧光灯比美的LED功率还需求一段时刻,但LED灯也是比较环保的产品,由于它与荧光灯不一样,不运用水银。

  
固态照明在成分和作业功率方面的环保优势现在并不是首要的商场推进要素,但的确使这种技能及其供货商有了杰出的形象。

  
与此同时,在各种范畴作业的OEM规划师和推销人员一向在扩展固态照明的实践运用规模,并一向亲近注视着商场的接受程度。但是,终究用户在固体照明设备寿数内的本钱利益体会各不相同,这与传统照明设备截然不同。这个现实使商场的价值观变复杂化。与钨丝灯泡和荧光灯泡比较,高亮度LED的运用本钱和维护本钱低得多,这就能够抵消LED较高的初始本钱。尽管以上论说或许是很吸引人的,但却令其在“价格榜首,其它第二”思想倾向分配的消费商场上形成很大的推销难度。

  
灯夹具制作商向来在各自规划中不考虑灯泡的热办理,仅仅供给满足对流来保证钨丝灯的高作业温度不会带来周围资料失火风险或夹具操作者灼伤风险。这一现实使高输出固态照明设备的大批量出产复杂化。但是,假如终究的规划是要使LED的光输出和作业寿数最佳,则高亮度LED的夹具就需求必定的热规划。

  
因而,尽管不会很快看到高亮度LED把传统钨丝灯或荧光灯从五金店和家庭中心货架上挤出去,但这些器材正在打入轿车、交通操控、外部标志等商场段,由于在所有这些范畴,灯的高功率和长寿数会添加清楚明了的价值。

  
高亮度LED斩露头角

  
实践上,很少听到有人在同一句话中运用“前期选用者”和“轿车商场段”两个短语。一些人或许会断语,这种并置会在对立润饰法中大行其道。但是,高亮度LED给轿车制作商带来了几个有目共睹的特性,而且,尽管这种运用比较新,但它们的根本特性大都来源于制作LED指示器——比它们老得多而且已得到了很好证明的相似产品——的相同原理和相似工艺。

  
LED轿车尾灯、转向信号灯、作业灯、刹车灯可战胜钨丝白炽灯固有的几大缺陷。轿车常常遭到的中等程度冲击和轰动会缩短灯丝寿数。相同,由灯丝电阻正温度系数引起的瞬间浪涌电流会加速灯泡的破坏。热循环——刹车灯作业的一个重要特性,往往会缩短白炽灯寿数。

  
白炽灯泡的瞬间浪涌电流也使电路维护和毛病检测的使命变复杂化。轿车制作商有必要把保险丝额定值和毛病检测阈值设定到满足大的电流值,才干习惯浪涌电流幅值和继续时刻,而不会发作保险丝烧断毛病或不会检测到假毛病。 比较之下,在轿车遭受典型振幅和频率规模内的冲击和轰动的情况下,LED结构比灯丝更结实经用。LGD结构的重量轻和尺度小,然后可削减冲击和轰动发作的机械力矩。LED尺度小,还使轿车规划师能够把照明灯规划得体积较小,并将其规划成更契合轿车总体规划的要求。例如,一些轿车不是把CHMSL(中心高位刹车灯)模块装置在后盖板上,而是运用LED所需体积小这一点,把该功用包括在后备箱盖中。

  
轿车尾灯照明与操控体系提出了几个风趣的问题,这些问题也会呈现在操控器材和被操控器材互相相距很远的其它体系中。LED本质上是电流器材。电子空穴对在场致发光化合物内复合,而且在复合时发射光子。电流的增大会相应进步复合速度和光通量输出。这一进程的功率不是100%(简直达不到100%),因而电流的增大还会经过1-h功耗添加器材的自热。除非作业条件恶劣,不然LED一般不会像钨丝灯那样发作灾难性毛病,但却往往会因老化而变暗。许多器材规划师把LED的寿数停止界说为光输出降至初始值50%的时刻。过流和过热条件会加速LED寿数停止,因而大都器材制作商主张OEM细心操控LED的动力。

  
这些特性暗示,为了到达LED在轿车CHMSL或尾灯组件中的11年预期寿数,轿车车体操控模块应该以恒定电流来操作各个器材。但是,正如AnalogDevices公司轿车商场专家BillReidEL所说,恒流规划使车体操控模块和灯组件之间的布线复杂化,并唆使规划师把功率操控IC从车体操控模块中取出,把它放入灯外壳中。恒压驱动能使操控IC保留在需求操控IC毛病检测状况信息的操控模块内,而且能在同一规划中削减外部元件(即保险丝)的数量以及操控模块和灯外壳之间的布线数量。

  
AnalogDevices公司的AD8240LED驱动器/监督器是这种办法的详细表现。该器材作业电流是300mA,供电电压规模是9V~27V。PWM输入操控着灯亮度,然后完成契合轿车规则的白天和夜晚不同最低亮度级。过流检测电路由一个外部高压侧分流电阻器和一个片上比较器组成。假如分流电阻器两头的电压降超越参阅电压(一般是5V),过流检测电路就锁住输出驱动信号。锁存器在每个PWM周期之后会复位。

  
分流电阻器和外部PNP传送元件约束最高负载电流。制作商主张的0.1Ω~0.5Ω分流电阻规模对应于2A~0.4A的最大负载电流。操控模块的微操控器经过一条ADC输入通道来读取IC检测引脚的读值,就能监督负载电流。价格为1.15美元(1000件批量)的AD8240能检测开路负载、短路和部分毛病,如一串串联LED中的一个LED短路这种景象。这种驱动器/监督器IC选用MSOP-8封装。

  
在需求低压侧操控器的规划中,规划师能够考虑运用Melexis公司的MLX10801,由于MLX10801选用SO-8封装,能在没有外部传送器材的情况下吸收550mA肯定最大峰值电流和400mA肯定最大均匀电流。一种带后缀A的封装选件选用带热衬垫的MLPD-8封装,而所用裸芯片不变,然后把RΘJA从120K/W下降至37K/W。这种封装改善可使肯定最大峰值电流和肯定最大均匀值电流别离进步至1.2A和750mA。

  
一根确诊引脚使本机微操控器能经过一个ADC通道来监督负载电流。那些驱动器/监督器芯片多于ADC通道的规划能够求出接地电流之和,而且凭借一根模仿输入引脚来监督总接地电流。

  
Melexis公司的MLX10801的特点是一组瞬态脉冲、40V负载转储以及不正常引发的欠压条件,这些都是该器材有必要接受的预期非规范作业条件。一个可编程非易失数据锁存器使OEM能经过一个片上检测二极管或外部检测二极管来进行温度丈量。一根操控输入引脚可完成PWM调光,这是LED驱动器的一个常见特性。使这一操控输入引脚坚持低电平32毫秒以上,就会迫使驱动器进入睡觉形式,然后使其静态电流从2mA减小至105mA。使该操控输入引脚坚持高电平8mS,就可发动一个只继续300mS的唤醒序列。

  
(助编:xiaohu)

  

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