LED驅(qū)動(dòng)恒流電源設(shè)計(jì)詳解

LED驅(qū)動(dòng)電路的主要功能是將交流電壓轉(zhuǎn)換為恒流電源，同時(shí)按照LED器件的要求完成與LED的電壓和電流的匹配。按常用LED驅(qū)動(dòng)電路的不同，LED驅(qū)動(dòng)電源通常可以分為三大類，一是開關(guān)恒流源，二是線性IC電源，三是阻容降壓電源。

1、開關(guān)恒流電路

采用變壓器將高壓變?yōu)榈蛪海⑦M(jìn)行整流濾波，以便輸出穩(wěn)定的低壓直流電。開關(guān)恒流源又分隔離式電源和非隔離式電源，隔離是指輸出高低電壓隔離，安全性非常高，所以對外殼絕緣性要求不高。非隔離安全性稍差，但成本也相對低，傳統(tǒng)節(jié)能燈就是采用非隔離電源，采用絕緣塑料外殼防護(hù)。開關(guān)電源的安全性相對較高(一般是輸出低壓)，性能穩(wěn)定，缺點(diǎn)是電路復(fù)雜、價(jià)格較高。開關(guān)電源技術(shù)成熟，性能穩(wěn)定，是目前LED照明的主流電源。

2、線性IC電源

采用一個(gè)IC或多個(gè)IC來分配電壓，電子元器件種類少，功率因數(shù)、電源效率非常高，不需要電解電容，壽命長，成本低。缺點(diǎn)是輸出高壓非隔離，有頻閃，要求外殼做好防觸電隔離保護(hù)。市面上宣稱無(去)電解電容，超長壽命的，均是采用線性IC電源。IC驅(qū)電源具有高可靠性，GX率低成本優(yōu)勢，是未來理想的LED驅(qū)動(dòng)電源。

3、阻容降壓電源驅(qū)動(dòng)電路

采用一個(gè)電容通過其充放電來提供驅(qū)動(dòng)電流，電路簡單，成本低，但性能差，穩(wěn)定性差，在電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí)及容易燒壞LED，同時(shí)輸出高壓非隔離，要求絕緣防護(hù)外殼。功率因數(shù)低，壽命短，一般只適于經(jīng)濟(jì)型小功率產(chǎn)品(5W以內(nèi))。功率高的產(chǎn)品，輸出電流大，電容不能提供大電流，否則容易燒壞，另外國家對高功率燈具的功率因數(shù)有要求，即7W以上的功率因數(shù)要求大于0.7，但是阻容降壓電源遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到(一般在0.2-0.3之間)，所以高功率產(chǎn)品不宜采用阻容降壓電源。市場上，要求不高的低端型的產(chǎn)品，幾乎全部是采用阻容降壓電源，另外，一些高功率的便宜的低端產(chǎn)品，也是采用阻容降壓電源。

4、led驅(qū)動(dòng)原理

正向壓降(VF)和正向電流的(IF)關(guān)系曲線，由曲線可知，當(dāng)正向電壓超過某個(gè)閾值(約2V)，即通常所說的導(dǎo)通電壓之后，可近似認(rèn)為，IF與VF成正比。見表是當(dāng)前主要超高亮LED的電氣特性。由表可知，當(dāng)前超高亮LED的Z高IF可達(dá)1A，而VF通常為2～4V。

由于LED的光特性通常都描述為電流的函數(shù)，而不是電壓的函數(shù)，光通量(φV)與IF的關(guān)系曲線，因此，采用恒流源led驅(qū)動(dòng)電路可以更好地控制亮度。此外，LED的正向壓降變化范圍比較大(Z大可達(dá)1V以上)，而由上圖中的VF-IF曲線可知，VF的微小變化會(huì)引起較大的，IF變化，從而引起亮度的較大變化。

LED的溫度與光通量(φV)關(guān)系曲線，由下圖可知光通量與溫度成反比，85℃時(shí)的光通量是25℃時(shí)的一半，而一40℃時(shí)光輸出是25℃時(shí)的1.8倍。溫度的變化對LED的波長也有一定的影響，因此，良好的散熱是LED保持恒定亮度的保證。

所以，采用恒壓源驅(qū)動(dòng)不能保證LED亮度的一致性，并且影響LED的可靠性、壽命和光衰。因此，超高亮LED通常采用恒流源驅(qū)動(dòng)。

5、電源成本性能比較

以3W小球泡和16W日光燈管為例，各種電源成本比較：

可見，不同類別的電源，其成本差異是非常大的，其中過認(rèn)證的開關(guān)隔離源Z貴，阻容降壓電源Z便宜。

6、各類電源性能之比較：

在中高端市場，開關(guān)恒流非隔離電源仍是市場的主流電源，廠家一般會(huì)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上進(jìn)行防高壓隔離。而在低端市場，大部份廠家是采用阻容降壓電源，也有部分廠家采用線性IC電源(要求廠家有一定的設(shè)計(jì)能力)。

采用不同的電源，產(chǎn)品的性能及價(jià)格是不一樣的，我們應(yīng)該根據(jù)不同的市場選用不同的產(chǎn)品。

7、led驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)思想

LED的發(fā)光原理是在它兩端加上正向電壓，使半導(dǎo)體中少數(shù)和多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合，放出過剩能量，從而引起光子的發(fā)射。

LED在可攜式產(chǎn)品中背光源的地位已經(jīng)不可動(dòng)搖，即便是在大尺寸LCD的背光源當(dāng)中，LED也開始挑戰(zhàn)CCFL(冷陰極螢光燈)的主流地位;

而在照明領(lǐng)域，LED作為半導(dǎo)體照明Z關(guān)鍵的部件，更是因?yàn)轫斨?jié)能、環(huán)保、長壽命、免維護(hù)等諸多光環(huán)而受到市場的追捧。驅(qū)動(dòng)電路是LED(發(fā)光二極管)產(chǎn)品的重要組成部分，無論在照明、背光源還是顯示板領(lǐng)域，驅(qū)動(dòng)電路技術(shù)架構(gòu)的選擇都應(yīng)與具體的應(yīng)用相匹配。