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驱动大功率LED降低EMI

时间:2019-05-05 作者:Liao Tai-Shan 阅读:
水质监测系统中红外辐射所需的大功率LED模块工作于高电流方波信号,这种信号可能会在系统的生物电极传感器上引起强电磁干扰(EMI),从而导致水质数据的不准确。本设计实例示出了一种降低EMI的方法,并用例子进行了详细描述。

水质监测系统中红外辐射所需的大功率LED模块工作于高电流方波信号,这种信号可能会在系统的生物电极传感器上引起强电磁干扰(EMI),从而导致水质数据的不准确。

图1示出了一种降低EMI的方法,接下来用一个例子给予了详细描述。

DI2-F1-201905.jpg
图1:降低由水质监测系统输入方波信号引起的EMI的原理图。

在这个例子中,我们考虑一个30W的大功率LED模块,它由六个5W的LED组成,在满载状态下需要超过12VDC电压和2A电流。约11VDC的临界电压(VH)是LED发光所需的最小电压。DC电源提供V1=10.5VDC的初始电压,然后逐渐增加到恰好低于临界电压VH

在该示例中,施加第二个DC电压V2=3.7VDC,它与第一个DC电压串联,相加得到大于12VDC(导致发光)的电压V1+V2。

V1和V2都与一个固态继电器串联。当输入方波处于最小值时,继电器打开,V1(刚好低于VH的临界电压)施加到LED;当输入方波处于最大值时,继电器闭合并施加V1+V2的混合电压。方波输入有效地从12VDC的幅度转换为3.7VDC,从而降低了生物传感器的EMI水平。当施加混合的V1+V2电压时,二极管D1可阻止电流回流到V1电源。

由于LED模块直接由12VDC方波驱动,生物传感器的平均噪声超过500μV,峰值时会达到更高的水平,如图2所示。

图3显示了使用上述方法驱动的LED模块如何使EMI降低显著,其平均感应噪声水平约为400μV,无明显峰值。

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图2:生物传感器的噪声水平,LED模块由12VDC方波驱动。

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图3:使用上述方法驱动的LED模块生物传感器的噪声水平。

(原文刊登于ASPENCORE旗下EDN英文网站,参考链接:Reduce EMI by driving high-power LEDs?)

本文为《电子技术设计》2019年5月刊杂志文章。

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