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(jiàn)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(zhǎng)、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(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于指示燈、顯示器及照明領(lǐng)域。

LED驅(qū)動(dòng)是為L(zhǎng)ED提供穩(wěn)定電流及保護(hù)的半導(dǎo)體電源設(shè)備，屬于高效能電子轉(zhuǎn)換裝置，主要應(yīng)用于照明、顯示屏背光及便攜式產(chǎn)品等領(lǐng)域。其核心功能是將交流電轉(zhuǎn)換為恒流源，確保LED在安全電流下工作，延緩光衰并維持亮度一致性 ，LED驅(qū)動(dòng)需滿足高可靠性、效率及功率因數(shù)要求，常見(jiàn)驅(qū)動(dòng)方式包括隔離反激電路(精度高)和原邊方案(集成性強(qiáng)) ，核心技術(shù)涵蓋恒功率調(diào)節(jié)、浪涌保護(hù)和溫度負(fù)反饋，專利技術(shù)如LDMOS器件通過(guò)優(yōu)化電場(chǎng)均勻性提升擊穿電壓穩(wěn)定性。調(diào)光技術(shù)以PWM為主，支持寬范圍亮度控制且避免波長(zhǎng)偏移，低頻調(diào)光可達(dá)100:1范圍，主流驅(qū)動(dòng)芯片如ZXLD1350、LM3402等支持寬電壓輸入(7-75V)和高效率轉(zhuǎn)換(達(dá)95%)，適配汽車照明、智能家居等場(chǎng)景 [1]。國(guó)產(chǎn)廠商如晶豐明源、明微電子研發(fā)的芯片逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代，覆蓋大功率驅(qū)動(dòng)及多通道控制需求 ，電解電容器壽命提升方案通過(guò)材料改進(jìn)延長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)電路整體壽命。

在線性LED驅(qū)動(dòng)方案中，高PF高效線性LED驅(qū)動(dòng)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(duì)頻閃的要求(SVM≤0.4，Pst LM≤1.0)，無(wú)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(jiàn)圖1。

一般為了實(shí)現(xiàn)去頻閃，通常會(huì)在高效LED驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)去頻閃電路，但是這種去頻閃電路會(huì)需要一個(gè)控制環(huán)路，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時(shí)還帶來(lái)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(gè)恒流源(Q2，OP2)作為無(wú)頻閃的驅(qū)動(dòng)，并聯(lián)在主電路里，減少了串聯(lián)應(yīng)用帶來(lái)的損耗。

在交流電壓的谷底期間，輸入電壓會(huì)低于LED導(dǎo)通電壓，因此需要一個(gè)儲(chǔ)能電容Co來(lái)維持LED的輸出。在常規(guī)的應(yīng)用中，Co的驅(qū)動(dòng)(Q1，OP1)是一個(gè)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(shí)現(xiàn)再加入一個(gè)過(guò)壓降電流的控制，降電流幅度一般也是外部電阻來(lái)設(shè)定。但是這樣會(huì)帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題，一旦外部設(shè)定好后充電電流就被固定，無(wú)法根據(jù)輸入電壓及輸出負(fù)載的變化做動(dòng)態(tài)調(diào)整，只能被動(dòng)的輸入電壓高于LED電壓后導(dǎo)通，因此會(huì)帶來(lái)兩種后果，一是如果充電電流過(guò)多會(huì)導(dǎo)致Co放電時(shí)Q2的輸入電壓過(guò)高，從而Q2損耗增加，效率下降;另一個(gè)就是如果充電電流偏少導(dǎo)致Co放電過(guò)低，LED輸出無(wú)法維持恒流，從而出現(xiàn)工頻閃爍。

為了解決這個(gè)問(wèn)題，PT4519檢測(cè)Q2的漏極電壓作為Q1的充電控制反饋，增加一個(gè)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(shí)保持一個(gè)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(shí)，電容Co的放電電壓也會(huì)比較低，從而在充電時(shí)可以增加一些導(dǎo)通角，提高PF。此外Q1同時(shí)檢測(cè)母線電壓來(lái)控制充電電流，在輸入峰值高壓時(shí)減小充電電流從而減小Q1損耗，提高系統(tǒng)效率。同時(shí)可以通過(guò)PF腳的外接電阻來(lái)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(gè)均衡的處理。LED照明驅(qū)動(dòng)是一種通過(guò)開關(guān)電源變換技術(shù)實(shí)現(xiàn)恒流輸出的核心電子組件，其技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了從基礎(chǔ)恒流功能向高集成度、高可靠性方向的迭代升級(jí)。截至2021年，中國(guó)LED照明市場(chǎng)規(guī)模已達(dá)5825億元，近五年年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)14.95%。在調(diào)光技術(shù)領(lǐng)域，傳統(tǒng)可控硅調(diào)光因頻閃缺陷逐漸被智能調(diào)光技術(shù)替代，后者通過(guò)集成Wi-Fi/藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，但需解決低功耗與多協(xié)議兼容性等技術(shù)瓶頸 [1-3]。

由于是線性LED驅(qū)動(dòng)，當(dāng)輸入電壓比較低時(shí)，由于Q2充電電流能力的限制及導(dǎo)通時(shí)間的減小，輸出LED的平均電流必然會(huì)下降，如果仍要維持LED額定電流輸出就必然會(huì)出現(xiàn)工頻閃爍，為了解決低這個(gè)問(wèn)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(shí)COMP電壓會(huì)升高，因此在COMP電壓升高到一定程度時(shí)以此作為一個(gè)控制量來(lái)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(lái)實(shí)現(xiàn)低輸入電壓時(shí)LED也能無(wú)頻閃的輸出。

“未來(lái)白光LED將更加便宜，市場(chǎng)總體容量將快速增長(zhǎng)?！痹S志鵬樂(lè)觀地指出，據(jù)美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，2010年前后，美國(guó)將有55%的白熾燈和熒光燈被LED替代，可能形成一個(gè)500億美元的大產(chǎn)業(yè)。而日本提出，LED將在今年大規(guī)模替代傳統(tǒng)白熾燈。日、美、歐、韓等國(guó)均已正式啟動(dòng)LED照明戰(zhàn)略計(jì)劃。

美國(guó)能源部預(yù)測(cè)，到2010年前后，美國(guó)將有55%的白熾燈和熒光燈將被嵌在芯片上的發(fā)光體---半導(dǎo)體燈替代。日本計(jì)劃到2008年用這種半導(dǎo)體燈替代50%的傳統(tǒng)照明燈具?？茖W(xué)家測(cè)量發(fā)現(xiàn)，在同樣亮度下，LED的電能消耗僅為白熾燈的1/10，壽命則是白熾燈的 100倍。由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)，專家們稱其為人類照明史上繼白熾燈和熒光燈之后的又一次飛躍。根據(jù)美國(guó)能源部(DOE)的預(yù)計(jì)，傳統(tǒng)照明器件的徹底更新?lián)Q代將在2010年開始啟動(dòng)，然而許多LED供應(yīng)商都希望將這個(gè)啟動(dòng)時(shí)間再提前一到兩年。

PWM控制方式開關(guān)電源：主要由四部分組成，輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分、開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。PWM開關(guān)穩(wěn)壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負(fù)載變化的情況下，控制電路通過(guò)被控制信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件導(dǎo)通的脈沖寬度，使得開關(guān)電源的輸出電壓或電流穩(wěn)定(即相應(yīng)穩(wěn)壓電源或恒流電源)。電源效率極高，一般可以做到80%～90%，輸出電壓、電流穩(wěn)定。一般這種電路都有完善的保護(hù)措施，屬高可靠性電源。

從以上介紹可以看出PWM控制方式設(shè)計(jì)的LED電源是比較理想的LED電源。目前LED開關(guān)電源就是PWM控制技術(shù)的開關(guān)電源，該類LED電源經(jīng)用戶使用反映效果很好。