高亮度LED的特性分析与所遇到的难题和解决方案
高亮度led（hbled）在汽车、消费电子和工业市场正在快速普及。 色彩绚丽、寿命长、能源效率高，这些是高亮度led成为照明应用未来发展趋势的部分原因。
在汽车行业，hbled技术使车辆在造型、安全、燃油的经济性方面与众不同，从简单的开关照明、lcd背光到亮度极高的头灯应用都包括在内。但是，高效、可靠地控制hbled的亮度，不是一件容易的事情；功率级效率，热设计和emc是涉及hbled的应用中最关键的设计难题。 通常情况下，使用专用恒定电流驱动器（ccd）来驱动hbled串来解决大部分重要设计问题，并简化设计。不过，ccd通常比基于微控制器的解决方案更贵。本文介绍使用8位微控制器（mcu）和低成本的分离解决方案来实施智能hbled照明控制，从而避免使用高昂的模拟驱动或ccd。
高亮度led的重要特征 正如在低强度led中的情况一样，高亮度led的发光强度与通过的电流程成正比。该电流通常被称作正向电流（if），在hbled中的范围是100ma~1000ma。 同时，每当hbled进行极化时，都会出现压降，称为正向电压（vf）。在hbled中，光度和色度与if成正比，因此对通过hbled的电流进行精确控制显得至关重要。
具有相同部件号和技术规范的hbled，不一定拥有完全相同的vf值。当通过两个hbled的电流if相同时，它们的后向电压vf可能不同。 因此，通过恒定电压的方式控制led强度，可能会导致hbled和hbled之间的密度不同，并且要确保所有hbled具有相同亮度，则必须提供一个电流控制。
不仅发光强度与通过hbled的电流有关，色度也与hbled电流有关。 为了保持hbled颜色，hbled必须采用恒定电流进行驱动。本解决方案将使用pwm（脉宽调制），从而在hbled（光照强度）中提供一个更低的平均电流，而同时还能保持相同的瞬时电流（led颜色）。
随着hbled电流增加，功耗也将增加。电流为350ma。压降为3v的hbled大约会消耗1瓦的电，如果不进行正确的热管理，这种耗散可能会导致hbled过热和长期性能下降。热设计的另一个重要方面是，hbled发光强度与led结温成反比，随着温度增加，发射器的颜色会进入更高的波长。
驱动高亮度led所面临的难题 在低强度led中，使用电阻来限制if电流非常普遍。 在hbled中，电阻的额定功率必须更高，这会导致系统效率低下。 因此，在hbled系统中，开关模式电源（smps）被用来提高效率和降低功耗。由于smps需要能源存储组件（电感器和电容器），因此价格通常更贵；同时，smps还可能造成噪音或emi问题。
一组hbled可以同时通过并联或串联方式驱动，并联驱动使每个hbled有不同的光照强度，但如果需要一个控制回路，每个hbled会要求一个专用控制，因此对于大量hbled来说费用过高。
以并联方式连接hbled时，每个灯串只需要一个驱动和控制回路，穿过串联中所有hbled的电流都相同，从而为它们提供相对恒定的亮度。 根据串联的led数量，线路穿要求的电压可能低于或高于输入电压。
采用基于微控制器的解决方案 市场上有大量用来驱动hbled恒定电流的解决方案，其中一部分基于专用智能模拟驱动，另一部分使用数字信号处理器（dsp）或带独立模拟驱动的微控制器。
人们普遍认为，基于mcu的解决方案不是执行hbled恒流控制的最好方法，特别是系统采用分离元件构建的开关式电源时会变得不够稳定，并且不可能通过emc认证。 飞思卡尔半导体公司现已创建了一款用于双灯串hbled照明控制的设计样例。该hbled基于s08mp16八位微控制器，mcu负责测量来自led灯串的电流馈电，使用pid控制算法进行处理，从而控制独立的降压升压开关式电源的操作，通过hbled灯串确保最佳电流流量。
该微控制器还负责监控用户输入、电池电压和温度传感器，诊断实时的led电源供应状态，一些特别的通信功能，如lin功能也可以在同一个微控制器中实施。
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高亮度led的重要特征 正如在低强度led中的情况一样，高亮度led的发光强度与通过的电流程成正比。该电流通常被称作正向电流（if），在hbled中的范围是100ma~1000ma。 同时，每当hbled进行极化时，都会出现压降，称为正向电压（vf）。在hbled中，光度和色度与if成正比，因此对通过hbled的电流进行精确控制显得至关重要。
具有相同部件号和技术规范的hbled，不一定拥有完全相同的vf值。当通过两个hbled的电流if相同时，它们的后向电压vf可能不同。 因此，通过恒定电压的方式控制led强度，可能会导致hbled和hbled之间的密度不同，并且要确保所有hbled具有相同亮度，则必须提供一个电流控制。
不仅发光强度与通过hbled的电流有关，色度也与hbled电流有关。 为了保持hbled颜色，hbled必须采用恒定电流进行驱动。本解决方案将使用pwm（脉宽调制），从而在hbled（光照强度）中提供一个更低的平均电流，而同时还能保持相同的瞬时电流（led颜色）。
随着hbled电流增加，功耗也将增加。电流为350ma。压降为3v的hbled大约会消耗1瓦的电，如果不进行正确的热管理，这种耗散可能会导致hbled过热和长期性能下降。热设计的另一个重要方面是，hbled发光强度与led结温成反比，随着温度增加，发射器的颜色会进入更高的波长。
驱动高亮度led所面临的难题 在低强度led中，使用电阻来限制if电流非常普遍。 在hbled中，电阻的额定功率必须更高，这会导致系统效率低下。 因此，在hbled系统中，开关模式电源（smps）被用来提高效率和降低功耗。由于smps需要能源存储组件（电感器和电容器），因此价格通常更贵；同时，smps还可能造成噪音或emi问题。
一组hbled可以同时通过并联或串联方式驱动，并联驱动使每个hbled有不同的光照强度，但如果需要一个控制回路，每个hbled会要求一个专用控制，因此对于大量hbled来说费用过高。
以并联方式连接hbled时，每个灯串只需要一个驱动和控制回路，穿过串联中所有hbled的电流都相同，从而为它们提供相对恒定的亮度。 根据串联的led数量，线路穿要求的电压可能低于或高于输入电压。
采用基于微控制器的解决方案 市场上有大量用来驱动hbled恒定电流的解决方案，其中一部分基于专用智能模拟驱动，另一部分使用数字信号处理器（dsp）或带独立模拟驱动的微控制器。
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