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一种锂电池供电、低压高亮度(HB)LED解决方案

导读: 随着LED制造技术以及电池技术的进步,高亮度(HB)LED广泛用于各种照明设备,其光输出量(发光效率)通常以流明/瓦为单位计量,已经超过了荧光灯的发光效率。

  随着LED制造技术以及电池技术的进步,高亮度(HB)LED广泛用于各种照明设备,其光输出量(发光效率)通常以流明/瓦为单位计量,已经超过了荧光灯的发光效率。本文所介绍的是利用MAX16834HBLED驱动器从低压电源产生HBLED驱动的实用解决方案。

  1、概述

  高亮度(HB)LED目前已广泛用于各种照明设备,其光输出量(发光效率)通常以流明/瓦为单位计量,已经超过了荧光灯的发光效率。而采用高容量、单节Li+电池驱动高效率LED光源时,由于电池电压仅为3V至4V,需要解决电源转换问题。可靠性及安全特性使得HBLED成为电池备份照明系统(应急照明等)的优选方案。

  随着LED制造技术以及电池技术的进步,目前最高容量的锂离子(Li+)电池能量密度可以达到750kJ/kg左右;镍氢(NiMH)电池的能量密度略低一些,大约为200kJ/kg(而汽油的能量密度为44MJ/kg)。单节Li+电池的端电压约为3.7V,要想直接驱动多个串联的LED,则需把多节电池串联在一起,但这会带来功率分配等设计问题,用户也往往首选单节电池供电的方案。

  2、采用连续boost模式驱动LED灯串

  以常见的boost配置拓扑为例,例如:标准的MAX16834HBLED驱动器评估板(EV)MAX16834EVKIT(图1)。

一种锂电池供电、低压高亮度(HB)LED解决方案

  图1:HBLED驱动器boost配置图

  为了向开关MOSFET提供足够的栅极驱动电压,MAX16834要求工作电压至少为4.5V,以便MOSFET进入低阻导通状态。对于采用n沟道FET工作在boost模式的HBLED驱动器,这者要求很常见。

  单节Li+电池的驱动电压可能低至3V,无法支持电路中FET及其它电路的正常工作。这就需要将电池电压提升到较高电压,器件即可正常工作。

  首先,驱动电路提升电池电压用于控制器供电,然后再为LED灯串提供所要求的驱动电流,这种架构会在一定程度上增大功耗,进而影响电池的使用寿命。因为总体效率是每一级效率的乘积,例如,如果升压效率为70%,而控制级的效率为70%,那么总体效率只有大约50%。

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