LED背光模組以高亮度、高光效、低成本、安裝簡便等特點廣泛用于吸塑字、發(fā)光字等廣告光源,傳統(tǒng)LED背光模組普遍采用DC12V電源、三顆LED燈珠加一顆限流電阻的方案。該方案成本低,制作簡便。但是也存在著一些明顯缺點:
一、LED模組前后亮度不一致。
由于導線上存在著壓降,前面的模組比較亮,后面的逐漸變暗,雖然可以通過兩端加電源的方法改善,但采用兩端加電源的方法會出現(xiàn)兩端亮中間暗的現(xiàn)象,并增加了施工難度;
二、串接LED模組數(shù)量少,長度短。
傳統(tǒng)電阻限流模組一般能串接20-40個模組,長度在
三、LED模組壽命短。
LED模組一般工作在密封環(huán)境,散熱困難,工作環(huán)境溫度高,LED是電流驅動型元件,而且LED內(nèi)阻隨著溫度升高而降低,工作電流會隨著溫度升高而增大,因而溫度升高會加速LED老化,降低LED模組壽命。
通過使用低壓差線性恒流IC會明顯克服以上缺點,雖然采用恒流IC的方案會增加模組的生產(chǎn)成本,但是采用恒流IC的方案也有著傳統(tǒng)模組無可比擬的優(yōu)點:
一、亮度一致性高。
由于采用低壓差線性恒流IC,在一定壓降范圍內(nèi),LED的工作電流都是恒定的,因此LED模組前后亮度高度一致。
二、可以延長LED模組串接個數(shù)。
通常情況下,采用線性恒流IC的模組可以串接幾十到一百多個,長度可以增加到10
三、可以延長模組壽命。
采用恒流IC方案的LED模組,LED工作在恒流狀態(tài),因此即使溫度升高,LED工作電流始終是恒定的,不會出現(xiàn)加速老化降低壽命的問題。當出現(xiàn)異常過熱情形時,恒流IC還具有過熱保護功能,自動對輸出進行PWM調(diào)光,降低溫度。
四、降低電源使用數(shù)量, 降低工程成本,安裝更加方便。
雖然采用IC的方案會提高LED模組的生產(chǎn)成本,但是因為采用IC的模組可以增加模組串接長度,因而可以減少電源使用數(shù)量,可以降低工程成本,而且安裝更加方便。
廣州潤芯RX5800線性恒流驅動芯片
廣州潤芯專業(yè)從事射頻芯片設計制造,RX5800是一款低壓差線性LED恒流驅動芯片,提供單通道恒定輸出電流,電流輸出范圍5~180mA,電流值可以通過外接電阻進行設定,芯片工作電壓為4.5~17V,輸出端承受電壓最高可達19V。RX5800可以通過使能引腳對輸出電流進行調(diào)光控制,實現(xiàn)高質(zhì)量的PWM調(diào)光。RX5800內(nèi)建溫度感應器與過熱保護功能。RX5800封裝有SOT23-5、SOT89-5兩種,通常60mA 以下建議采用SOT23-5封裝,60-150mA建議采用SOT89-5封裝。采用低壓差線性恒流芯片RX5800的模組原理圖和PCB如圖所示:
圖1 采用RX5800 LED模組原理圖
實際設計和應用中應該注意的事項:
1、考慮到LED燈珠VF值和IC工作特性,12V電源通常串接三顆燈珠,24V電源串接6顆燈珠,這樣電源工作效率最高,并且可以避免IC承受過高的電壓而發(fā)燙。
2、 對于12電源,IC工作電壓可以取自第二顆燈珠也可以直接取自電源電壓,但是考慮到IC不能反接,因此為避免操作失誤電源反接損壞IC,因此在12V模組應用中IC工作電壓取自第二顆燈珠。這樣電源反接時,反向電壓會全部加在LED燈珠D3上,因此要求LED燈珠反向應能承受12V以上的電壓。對于24V電源,IC工作電壓只能取自燈珠,具體位置只要滿足電壓介于4.5-17V之間即可。
3、在實際設計和應用中,PCB中的電源線應盡可能的寬,模組之間的串接導線應盡可能粗,這樣可以減少線路損耗,延長LED模組串接個數(shù)和長度。如果電源有電壓微調(diào)功能,建議將電源電壓調(diào)到最高,這樣不僅不會影響模組工作,而且會延長LED模組串接個數(shù)。
4、一般情況下,采用線性恒流IC的模組單電源可以串接70-100個,長度可以做到10
5、采用線性恒流IC還可以實現(xiàn)對LED模組進行PWM調(diào)光。對模組進行調(diào)光,只要把3-5V的邏輯電平PWM信號接到IC的OE端即可。
采用RX5800模組實例和測試數(shù)據(jù):
我們針對目前市場上用量最大的3528和5050模組做了模組實物并進行了實際測試,模組和導線的具體規(guī)格以及模組的PCB圖如下:
LED類型 |
電源電壓 |
工作電流 |
模組規(guī)格 |
銅鉑厚度 |
電源線寬 |
導線規(guī)格 |
SMD 3528 |
DC12V |
20mA |
75* |
35um |
|
#18: |
SMD 5050 |
DC12V |
65mA |
75* |
35um |
|
#18: |
圖2 LED模組PCB圖
通過對采用上述規(guī)格的模組和導線的實物進行實際測試,對于3528模組在模組串接數(shù)不超過77個,即長度在
圖3 3528模組實物圖
結論:由于采用線性恒流IC的LED模組的諸多優(yōu)點,許多LED模組廠家尤其是一些做出口的廠家為了提高產(chǎn)品檔次和實現(xiàn)產(chǎn)品差異化,開始采用線性恒流IC的LED模組方案,一些高端客戶也開始大量采購。有些國外客戶甚至指定要求采用線性恒流IC的方案。隨著線性恒流IC成本的降低和人們對LED模組產(chǎn)品品質(zhì)要求的提高,采用線性恒流IC的LED模組必將成為發(fā)展趨勢和主流。