LED驅動(dòng)精準控制的中心議題：
- 分布式恒流驅動(dòng)原理介紹
- 軟、硬結合的精度控制思路
- 提升驅動(dòng)效率的設計新法
LED是一款典型的電流驅動(dòng)型器件，精準控制LED驅動(dòng)電流，可決定包括光效率、電源效率、散熱和產(chǎn)品亮度等在內的許多參數。提到LED驅動(dòng)精準度通常會(huì )想到恒流誤差，其實(shí)驅動(dòng)精度并不僅僅限于電流精度一項。驅動(dòng)LED主要在于控制它的電流。無(wú)論是直接增、縮驅動(dòng)電流，還是占空比(PWM)減小開(kāi)關(guān)時(shí)間比，均是控制電流方式，但達到的目的卻不相同。本文將闡述不同的驅動(dòng)在不同應用中的區別。
分布式恒流驅動(dòng)原理介紹
在以往的白熾燈和節能燈市場(chǎng)，大公司所形成的規格有限的主流燈具型號， LED很難再繼續遵守。LED有它的應用靈活性，在日后的設計中會(huì )帶來(lái)較多的電源規格。我們要避免過(guò)多的電源規格，不給日后量產(chǎn)帶來(lái)諸多障礙。本著(zhù)在不限制設計靈活性同時(shí)，還能兼顧盡量少的電源設計規格的思路，我們提出了分布式恒流架構。
分布式恒流的原理在于，在各并聯(lián)支路點(diǎn)均設立獨立恒流源，以管理、維持、控制支路與支路、支路與整體線(xiàn)路的穩定。分布式恒流電路在使用上可視為一個(gè)完整的線(xiàn)路結構，而實(shí)際應用是分布在線(xiàn)路各節點(diǎn)的，是一個(gè)可以通過(guò)恒流控制并能相互通訊的電路結構。分布式恒流設計LED產(chǎn)品，有著(zhù)非常高的產(chǎn)品穩定性以及獨有的設計優(yōu)勢。
在當前，LED產(chǎn)品宣稱(chēng)與實(shí)際使用壽命有較大的差距。在驅動(dòng)線(xiàn)路設計技術(shù)積累有限的情況下，用評估產(chǎn)品壽命的方法來(lái)衡量實(shí)際使用壽命，容易造成誤差。而驅動(dòng)線(xiàn)路的穩定性將直接影響產(chǎn)品整體穩定。
分布式恒流技術(shù)有高可靠性的原因在于，讓AC電源部分繼續沿用傳統開(kāi)關(guān)電源，采用恒壓的供電模式。開(kāi)關(guān)電源技術(shù)積累會(huì )給LED電源設計創(chuàng )造品質(zhì)條件。在同一功率電源規格下，不用再開(kāi)發(fā)新的電源型號，功率可向下兼容，大大減少電源規格，提高電源統一性。
軟、硬結合的精度控制思路
在日常驅動(dòng)電源設計中，周邊器件累計誤差處理起來(lái)很是棘手，導致驅動(dòng)電源參數離設計初衷相差甚遠。恒流驅動(dòng)需要電流檢測，通常做法是在支路中串接毫偶電阻獲取回授信息，要達到高的效率，電阻值會(huì )越小，過(guò)小的毫偶電阻給生產(chǎn)、測試都帶來(lái)不便，一般的儀器無(wú)法驗證到正確值，生產(chǎn)過(guò)程也會(huì )影響到精度，電阻方式設定電流是固定方式，調整并不方便。
軟、硬件結合方式將開(kāi)啟LED應用技術(shù)的飛躍。LED恒流精度值軟件化，可大幅提升LED應用的靈活性。恒流驅動(dòng)器電流設定軟件化實(shí)際上就是在IC內部設立寄存器，根據實(shí)際產(chǎn)品應用存儲的方式設置輸出電流大小，這一切都是軟件化過(guò)程，不需要更改線(xiàn)路設計?？赏ㄟ^(guò)微機操作軟件，用直觀(guān)的數字寫(xiě)入完成電路電流設定。
驅動(dòng)線(xiàn)路周邊零器件，這是我們的目標。周邊零器件不會(huì )帶來(lái)設計器件參數誤差累計，從而大幅提高恒流的精度。
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我國的IC制造工藝目前不能滿(mǎn)足LED驅動(dòng)精度要求，但是我們可以用新技術(shù)、新辦法達到世界頂級恒流精度水平。驅動(dòng)精準控制便是其中一種方法。
在進(jìn)行驅動(dòng)精準控制時(shí)，首先要看設計目的是什么?是按照最高光效，還是按照燈具的一致性設計?如果僅限于驅動(dòng)電流的精準，實(shí)際上是很容易做到的。例如驅動(dòng)電流穩定準確，或隨溫度變化有保護等。但在客戶(hù)看來(lái)并不僅限于這些?？蛻?hù)要求各項參數都能符合要求，比如產(chǎn)品的一致性、效率等。
對于客戶(hù)的這些要求，我們需要在設計驅動(dòng)上下功夫。歸根結底還是怎樣控制精準度，并最終按照我們的設計意圖來(lái)調整電流，提高產(chǎn)品的穩定性。
為了達到上述目的，我們可以通過(guò)在精細化的恒流輸出范圍內，均等的劃分若干等級，并將每階電流數字化描述，驅動(dòng)IC讀取對應數字并執行相應電流值來(lái)實(shí)現?？梢赃x擇內置非易失性E2PROM。相信任何寄存器都能完成其任務(wù)，可按照應用需要和工藝允許的條件，決定存儲器的類(lèi)型選擇。
電流階的劃分與設計可因市場(chǎng)的不同而有所區別。分布式恒流內置寄存器后，電流值劃分會(huì )彌補工藝上的精度不足。因制造工藝原因輸出電流總是有誤差，軟件化后將因此而得到改善。
長(cháng)運通的驅動(dòng)IC在出廠(chǎng)時(shí)，可根據客戶(hù)的不同需求，提供不同的電流輸出值，免除批量校準過(guò)程。小用量的客戶(hù)還可通過(guò)附贈的微機軟件自行改寫(xiě)電流值。此外，客戶(hù)還可以通過(guò)產(chǎn)品設計接口來(lái)根據需求改變產(chǎn)品的亮度，并在年久后，因LED光衰減或根據現實(shí)使用情況，再次確定驅動(dòng)電流值及用途。
提升驅動(dòng)效率的設計新法
AC電源驅動(dòng)LED在單串接支路是可行的，可是單串接只是LED驅動(dòng)應用中很少一部分，大多應用有并聯(lián)情況。在有并聯(lián)LED驅動(dòng)的情況下，整體恒流設計中的支路LED并不一定工作在恒流狀態(tài)，整個(gè)產(chǎn)品LED電流是相互影響的。通常，在小電流設計中選擇并聯(lián)使用，這是因為小電流產(chǎn)品不會(huì )立即受影響而損壞，但隱患是仍然存在的。
在大電流設計者中，例如LED路燈設計，設計者不會(huì )將多路LED直接并聯(lián)上去，因為這樣危險會(huì )立刻發(fā)生。通常的做法是，先恒壓再DC恒流，通過(guò)這兩級設計完成。我們知道DC驅動(dòng)效率是在合理的電壓和負載條件下，那么如何保證負載LED數量或LED隨溫度變化都在合理的范圍內?怎樣靈活的讓客戶(hù)變更LED驅動(dòng)數量?解決以上問(wèn)題需要設計AC到DC恒流的回授機制，但到目前為止并不具備該技術(shù)條件。
長(cháng)運通采用了另外一種做法：該公司的分布式恒流驅動(dòng)器，能提供光耦驅動(dòng)能力，其中一個(gè)支路可作為全部支路的代表。分布式恒流支路相互可以通訊，實(shí)現自適應的聯(lián)動(dòng)機制，同時(shí)兼容控制、數據讀寫(xiě)接口功能。此外，周邊設計零器件化，電源輸出電壓與負載阻抗匹配，從而實(shí)現恒流源與光源集成。
