帶有調(diào)光功能的大功率LED燈驅(qū)動電路設(shè)計方案

　　LED被公認(rèn)為是綠色的第四代光源，是一種固體冷光源，具有高效、壽命長、安全環(huán)保、體積小、高可靠性、響應(yīng)速度快等諸多優(yōu)點。目前達(dá)到同樣的照明效果，LED的耗電量大約是白熾燈的1/10，熒光燈的1/2 。LED驅(qū)動電路對LED來說至關(guān)重要，而LED調(diào)光控制可以節(jié)能，高亮度白光LED的驅(qū)動和調(diào)光是近年來研究的熱點。本文在這方面進(jìn)行了研究，針對現(xiàn)有電路的不足，設(shè)計了一款新穎的帶有調(diào)光功能的LED燈驅(qū)動電路。

　　LED的特性

　　LED的理論光效為300 lm/W。目前實驗室水平達(dá)260 lm/W，市場化水平在120 lm/W以上。高亮度LED的一般導(dǎo)通電壓約為3.0~4.3V，其核心是PN結(jié)，其 伏安特性與普通二極管相同。其電流電壓關(guān)系如式（1）：

　　式中，VF為二極管正向電壓，I0是反向飽和電流，為定值，q為電子電荷1.6&TImes;1019，k為波爾茲曼常數(shù)，大小為1.38&TImes;10-23，T是熱力學(xué)溫度，常數(shù)β近似取2。當(dāng)加在LED上的電壓小于其導(dǎo)通電壓時，LED上幾乎沒有電流通過。但當(dāng)LED導(dǎo)通后，其正向電流隨正向電壓按指數(shù)規(guī)律變化， 很小的電壓波動就會引起很大的電流變化。在導(dǎo)通區(qū)電壓從額定值的80%上升到100%時，電流則從其額定值的0%上升到100%。

　　圖1為某種LED相對光通量和其正向電流IF的關(guān)系，其他種類的大功率LED光通量與正向電流的關(guān)系與此雖有差異，但是差別非常小。圖中可以看出， 當(dāng)白光LED正向電流大于某一值時白光LED才能有效地發(fā)光，LED的光通量和其正向電流成正比的關(guān)系，因此可以通過控制LED的正向電流來控制其發(fā)光亮度。LED若采用恒壓源驅(qū)動，很小的電壓變化將引起很大的電流變化，因此恒壓驅(qū)動只適用于要求不高的小功率場合下，在要求高的場合和大功率場合下LED都要采用恒流驅(qū)動。

　　研究表明，LED發(fā)光亮度隨工作時間下降，亮度下降后光效隨電流的增加而減少，LED的亮度與驅(qū)動電流成飽和關(guān)系。LED的電流達(dá)到其額定電流的70%~80%后，很大比例的電流轉(zhuǎn)化成了熱能，因此LED的驅(qū)動電流宜為工作電流額定電流的70%~80%。