LED驅(qū)動器(LED Driver)，是指驅(qū)動LED發(fā)光或LED模塊組件正常工作的電源調(diào)整電子器件。由于LED PN結(jié)的導(dǎo)通特性決定，它能適應(yīng)的電源電壓和電流變動范圍十分狹窄，稍許偏離就可能無法點亮LED或者發(fā)光效率嚴(yán)重降低，或者縮短使用壽命甚至燒毀芯片?，F(xiàn)行的工頻電源和常見的電池電源均不適合直接供給LED，LED驅(qū)動器就是這種可以驅(qū)使LED在最佳電壓或電流狀態(tài)下工作的電子組件。

開關(guān)型驅(qū)動可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率，應(yīng)用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類。降壓式開關(guān)驅(qū)動是針對電源電壓高于LED的端電壓或者是多個LED采用并聯(lián)驅(qū)動情況下的應(yīng)用。升壓式開關(guān)驅(qū)動是針對電源電壓低于LED的端電壓或者是多個LED采用串聯(lián)驅(qū)動情況下的應(yīng)用。

一般認(rèn)為，隔離型驅(qū)動安全但效率較低，非隔離型驅(qū)動效率較高，應(yīng)按實際使用的要求來選?！　∧壳霸O(shè)計一般的基本LED驅(qū)動器照明應(yīng)用相對較簡單,但是如果還需要其它功能如相位控制調(diào)光和功率因子校正(PFC)，設(shè)計就變得復(fù)雜。無功率因子校正功能的非調(diào)光LED驅(qū)動器通常包含一個離線式開關(guān)電源，用于恒定電流下調(diào)節(jié)輸出。

LED驅(qū)動器的后端架構(gòu)包含一個具有短路保護(hù)功能的電流調(diào)節(jié)電路。可以利用線性調(diào)節(jié)電路達(dá)到這一目的，然而這種方法本身效率低下,因此適用低輸出電流，通常不會應(yīng)用到多級架構(gòu)中去。替代方法是使用簡單的、具有電流回饋功能的降壓穩(wěn)壓器電路，以便限制了輸出電流超過期望的LED驅(qū)動電流。其抵消了總LED正向電壓隨溫度和器件容差的變化，還限制了出現(xiàn)短路或其它故障條件時的電流，從而能夠保護(hù)驅(qū)動器免遭損壞 。

LED驅(qū)動芯片，實際上是個PWM控制芯片，在組成電路正常工作后，通過檢測電阻上LED的電流而得到的電壓反饋到芯片，控制內(nèi)部的PWM占空比，以適應(yīng)LED自身特性變化而引起的電流、電壓波動，使LED得到的電流保持恒定。

LED驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅(qū)動電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。

照明電源和驅(qū)動方案：

驅(qū)動方案一般來說有兩種: 線性驅(qū)動和開關(guān)型驅(qū)動。

線性驅(qū)動應(yīng)用是一種最為簡單和最為直接的驅(qū)動應(yīng)用方式。在照明級白光LED應(yīng)用中，雖然存在著效率低、調(diào)節(jié)性差等問題,但是由于其電路簡單、體積小巧，能滿足一些特定的場合應(yīng)用較多。

前言：

LED是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，這種電子元件早期只能發(fā)出低光度的紅光，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已發(fā)展到能發(fā)出可見光、紅外線及紫外線的程度，光度也有了很大的提高。LED具有效率高、壽命長、不易破損、開關(guān)速度高、高可靠性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于指示燈、顯示器及照明領(lǐng)域。

在線性LED驅(qū)動方案中，高PF高效線性LED驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，但是隨著最新歐盟ERP指令的發(fā)布，增加了對頻閃的要求(SVM≤0.4，Pst LM≤1.0)，無頻閃、高PF、高效率三者之間互相制衡，因此如何使三者兼顧是目前新的研究方向，見圖1。

圖1

高PF無頻閃高效線性LED驅(qū)動：

PT4519是一款單段式線性高效率恒功率LED驅(qū)動芯片，采用單段式結(jié)構(gòu)，沒有EMI的問題。系統(tǒng)外圍無需電感或變壓器等磁性元件，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，成本低。圖2為PT4519的系統(tǒng)應(yīng)用電路及內(nèi)部框圖。

圖2

一般為了實現(xiàn)去頻閃，通常會在高效LED驅(qū)動的基礎(chǔ)上再增加一個去頻閃電路，但是這種去頻閃電路會需要一個控制環(huán)路，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時還帶來比較大的損耗。PT4519換了一種做法，不用串聯(lián)去頻閃電路，而是使用一個恒流源(Q2，OP2)作為無頻閃的驅(qū)動，并聯(lián)在主電路里，減少了串聯(lián)應(yīng)用帶來的損耗。

在交流電壓的谷底期間，輸入電壓會低于LED導(dǎo)通電壓，因此需要一個儲能電容Co來維持LED的輸出。在常規(guī)的應(yīng)用中，Co的驅(qū)動(Q1，OP1)是一個固定的充電控制，峰值電流外部設(shè)定后就已經(jīng)固定，考慮到高效的實現(xiàn)再加入一個過壓降電流的控制，降電流幅度一般也是外部電阻來設(shè)定。但是這樣會帶來一個問題，一旦外部設(shè)定好后充電電流就被固定，無法根據(jù)輸入電壓及輸出負(fù)載的變化做動態(tài)調(diào)整，只能被動的輸入電壓高于LED電壓后導(dǎo)通，因此會帶來兩種后果，一是如果充電電流過多會導(dǎo)致Co放電時Q2的輸入電壓過高，從而Q2損耗增加，效率下降;另一個就是如果充電電流偏少導(dǎo)致Co放電過低，LED輸出無法維持恒流，從而出現(xiàn)工頻閃爍。

為了解決這個問題，PT4519檢測Q2的漏極電壓作為Q1的充電控制反饋，增加一個環(huán)路補(bǔ)償電路，使得Q2在各種輸入輸出條件下都能恒流輸出的同時保持一個比較低的輸入電壓，使得Q2的損耗降為最低，從而提高系統(tǒng)的整體效率。

當(dāng)Q2漏極電壓比較低時，電容Co的放電電壓也會比較低，從而在充電時可以增加一些導(dǎo)通角，提高PF。此外Q1同時檢測母線電壓來控制充電電流，在輸入峰值高壓時減小充電電流從而減小Q1損耗，提高系統(tǒng)效率。同時可以通過PF腳的外接電阻來調(diào)整Q1充電電流減小的幅度，從而使系統(tǒng)的PF和效率得到一個均衡的處理。

由于是線性LED驅(qū)動，當(dāng)輸入電壓比較低時，由于Q2充電電流能力的限制及導(dǎo)通時間的減小，輸出LED的平均電流必然會下降，如果仍要維持LED額定電流輸出就必然會出現(xiàn)工頻閃爍，為了解決低這個問題，PT4519創(chuàng)造性的改善了環(huán)路補(bǔ)償COMP電壓的功能，在輸入電壓比較低時COMP電壓會升高，因此在COMP電壓升高到一定程度時以此作為一個控制量來降低基準(zhǔn)，從而使LED輸出電流下降，使得Q2的充電電流平均值等于LED輸出電流，以此來實現(xiàn)低輸入電壓時LED也能無頻閃的輸出。

下表是PT4519和競爭對手的一些比較，可以看到使用上述技術(shù)后PT4519的性能全面占優(yōu)。

線性LED驅(qū)動相對于開關(guān)型LED驅(qū)動來說由于沒有快速的開關(guān)切換，因此EMI的輻射性能特別優(yōu)異，但是在傳導(dǎo)測試中，由于Q1的峰值電流較大，不做處理容易導(dǎo)致150KHz范圍段傳導(dǎo)超標(biāo)，因此需要串聯(lián)一個快恢復(fù)二極管D1來抑制及改善，圖3是加入D1前后的傳導(dǎo)對比。

圖3

?線性LED驅(qū)動芯片的原理是通過調(diào)節(jié)電流來保證LED的穩(wěn)定亮度和色溫。? 線性LED驅(qū)動芯片能夠在低電壓范圍內(nèi)以線性的方式調(diào)節(jié)電流，從而確保LED的穩(wěn)定亮度。這種調(diào)節(jié)方式不僅適用于照明領(lǐng)域，如LED燈和顯示屏，還廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)的車燈和儀表盤等部件中，以提高能效和延長LED壽命。?12?線性LED驅(qū)動芯片的主要特點包括?：

?恒流輸出?：線性LED驅(qū)動芯片能夠提供恒流輸出，保證LED燈具有穩(wěn)定的亮度和色溫。

?高效率?：通過簡單的線性驅(qū)動方式，不需要磁性元件，避免了EMI干擾問題，同時具有高功率因數(shù)和超低的諧波失真(THD)。

?智能溫控功能?：集成智能溫控功能，當(dāng)芯片內(nèi)部溫度過高時，會自動減小輸出電流以防止過熱損壞。

?應(yīng)用領(lǐng)域包括?：

?照明領(lǐng)域?：用于LED燈和其他照明設(shè)備，提供恒流輸出，確保穩(wěn)定的亮度和色溫。

?顯示屏和廣告牌?：在顯示屏和廣告牌中，線性LED驅(qū)動芯片能夠?qū)崿F(xiàn)亮度的精準(zhǔn)控制，滿足不同環(huán)境下的顯示需求。

?汽車行業(yè)?：用于車燈和儀表盤等部件，提高能效和延長LED壽命。功率轉(zhuǎn)換器電路的類型及功用功率轉(zhuǎn)換器電路有多種類型，每種類型都有其特定的應(yīng)用場景：斬波器?：用于直流到直流的轉(zhuǎn)換器，常見于筆記本電腦和手機(jī)充電器等電池供電設(shè)備中?1。?逆變器?：將直流電轉(zhuǎn)化為交流電，常用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)?1。

?整流器?：將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，常用于電源適配器?1。功率轉(zhuǎn)換器電路的應(yīng)用場景功率轉(zhuǎn)換器電路廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)域：?電源適配器?：將交流電源轉(zhuǎn)換成所需的直流電壓和電流，供給各種電子設(shè)備使用?2。?電機(jī)驅(qū)動器?：通過控制電源電壓和頻率，實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的控制?2。?太陽能電池板控制器?：將太陽能電池板輸出的電能轉(zhuǎn)換成所需電壓和電流的裝置?2。