鉅大LARGE | 點擊量:1142次 | 2020年01月02日
一種鋰電池供電、低壓高亮度(HB)LED解決方案
隨著LED制造技術以及電池技術的進步,高亮度(HB)LED廣泛用于各種照明設備,其光輸出量(發(fā)光效率)通常以流明/瓦為單位計量,已經(jīng)超過了熒光燈的發(fā)光效率。本文所介紹的是利用MAX16834HBLED驅動器從低壓電源產(chǎn)生HBLED驅動的實用解決方案。
1、概述
高亮度(HB)LED目前已廣泛用于各種照明設備,其光輸出量(發(fā)光效率)通常以流明/瓦為單位計量,已經(jīng)超過了熒光燈的發(fā)光效率。而采用高容量、單節(jié)Li+電池驅動高效率LED光源時,由于電池電壓僅為3V至4V,需要解決電源轉換問題。可靠性及安全特性使得HBLED成為電池備份照明系統(tǒng)(應急照明等)的優(yōu)選方案。
隨著LED制造技術以及電池技術的進步,目前最高容量的鋰離子(Li+)電池能量密度可以達到750kJ/kg左右;鎳氫(NiMH)電池的能量密度略低一些,大約為200kJ/kg(而汽油的能量密度為44MJ/kg)。單節(jié)Li+電池的端電壓約為3.7V,要想直接驅動多個串聯(lián)的LED,則需把多節(jié)電池串聯(lián)在一起,但這會帶來功率分配等設計問題,用戶也往往首選單節(jié)電池供電的方案。
2、采用連續(xù)boost模式驅動LED燈串
以常見的boost配置拓撲為例,例如:標準的MAX16834HBLED驅動器評估板(EV)MAX16834EVKIT(圖1)。
圖1:HBLED驅動器boost配置圖
為了向開關MOSFET提供足夠的柵極驅動電壓,MAX16834要求工作電壓至少為4.5V,以便MOSFET進入低阻導通狀態(tài)。對于采用n溝道FET工作在boost模式的HBLED驅動器,這者要求很常見。
單節(jié)Li+電池的驅動電壓可能低至3V,無法支持電路中FET及其它電路的正常工作。這就需要將電池電壓提升到較高電壓,器件即可正常工作。
首先,驅動電路提升電池電壓用于控制器供電,然后再為LED燈串提供所要求的驅動電流,這種架構會在一定程度上增大功耗,進而影響電池的使用壽命。因為總體效率是每一級效率的乘積,例如,如果升壓效率為70%,而控制級的效率為70%,那么總體效率只有大約50%。