本文從LED基本分類與應(yīng)用、LED驅(qū)動電源的重要性、LED驅(qū)動的技術(shù)方案進(jìn)行介紹。

一 LED基本分類與應(yīng)用

●按輸出功率分類：

0.4W、1.28W、1.4W、3W、4.2W、5W、8W、10.5W、12W、15W、18W、 20W、23W、25W、30W、45W、60W、100W、120W、150W、200W、300W 等。

●按輸出電壓分類：

DC4V、6V、9V、12V、18V、24V、36V、42V、48V、54V、63V、81V、105V、135V等。

●按外形結(jié)構(gòu)分類：

PCBA裸板和有外殼的兩種。

●按安全結(jié)構(gòu)分類：

隔離和非隔離的兩種。

●按功率因數(shù)分類：

帶功率因數(shù)校正和不帶功率因數(shù)。

●按防水性能分類：

防水和不防水兩種。

●按激勵方式分類：

自激式和它激式。

●按電路拓?fù)浞诸悾?/p>

RCC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge、Push-PLL 、LLC等。

●按轉(zhuǎn)換方式分類：

AC-DC與DC-DC兩種。

●按輸出性能分類：

恒流、恒壓與既恒流又恒壓三種。

LED驅(qū)動電源的應(yīng)用

分別用于射燈、櫥柜燈、小夜燈、護(hù)眼燈、LED天花燈、燈杯、埋地?zé)?、水底燈、洗墻燈、投光燈?路燈、招牌燈箱、串燈、筒燈、異形燈、星星燈、護(hù)攔燈、彩虹燈、幕墻燈、柔性燈、條燈、帶燈、 食人魚燈、日光燈、高桿燈、橋梁燈、礦燈、手電筒、應(yīng)急燈、臺燈、燈飾、交通燈、節(jié)能燈、汽車尾燈、草坪燈、彩燈、水晶燈、 格柵燈、遂道燈等。

二、LED驅(qū)動電源的重要性

接觸過LED的人都知道：由于LED正向伏安特性非常陡 圖1.1(正向動態(tài)電阻非常小)，要給LED正常供電就比較困難。不能像普通白熾燈一樣，直接用電壓源供電，否則電壓波動稍增，電流就會增大到將LED燒毀的程度。為了穩(wěn)定LED的工作電流，保證LED能正?？煽康毓ぷ鳎哂?rdquo;鎮(zhèn)流功能”的各種各樣的LED驅(qū)動電路就應(yīng)運(yùn)而生。最簡單的是串聯(lián)一只鎮(zhèn)流電阻，而比較復(fù)雜的是用許多電子元件構(gòu)成的“恒流驅(qū)動器”。

三、LED驅(qū)動的技術(shù)方案

一 鎮(zhèn)流電阻方案

此方案的原理電路圖見圖1。這是一種極其簡單，自LED面世以來至今還一直在用的經(jīng)典電路。

LED工作電流I按下式計算：

I與鎮(zhèn)流電阻R成反比;當(dāng)電源電壓U上升時，R能限制I的過量增長，使I不超出LED的允許范圍。

此電路的優(yōu)點(diǎn)是簡單，成本低;缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度不高;電阻發(fā)熱消耗功率，導(dǎo)致用電效率低，僅適用于小功率LED范圍。

一般資料提供的鎮(zhèn)流電阻R的計算公式是：

按此公式計算出的R值僅滿足了一個條件：工作電流I 。而對驅(qū)動電路另兩個重要的性能指標(biāo)：電流穩(wěn)定度和用電效率，則全然沒有顧及。因此用它設(shè)計出的電路，性能沒有保證。

二 鎮(zhèn)流電容方案

電路的工作是基于在交流電路中，電容存在容抗XC也有”鎮(zhèn)流作用”的原理。另外電容消耗無功功率，不發(fā)熱;而電阻則消耗有功功率，會轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，所以鎮(zhèn)流電容比鎮(zhèn)流電阻，能節(jié)省一部分電能，并能設(shè)計成將LED燈直接接到市電～220V上，使用更為方便。

此方案的優(yōu)點(diǎn)是簡單，成本低，供電方便;缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度不高，效率也不高。僅適用于小功率LED范圍。當(dāng)LED的數(shù)量較多，串聯(lián)后LED支路電壓較高的場合更為適用。

三 線性恒流驅(qū)動電路

上面已經(jīng)提到電阻、電容鎮(zhèn)流電路的缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度低(△I/I達(dá)±20～50%)，用電效率也低(約50～70%)，僅適用于小功率LED燈。

為滿足中、大功率LED燈的供電需要，利用電子技術(shù)常見的電流負(fù)反饋原理，設(shè)計出恒流驅(qū)動電路。和直流恒壓電源一樣，按其調(diào)整管是工作在線性，還是開關(guān)狀態(tài)，恒流驅(qū)動電路也分成兩類：線性恒流驅(qū)動電路和開關(guān)恒流驅(qū)動電路。

圖4是最簡單的兩端線性恒流驅(qū)動電路。它借用三端集成穩(wěn)壓器LM337組成恒流電路，外圍僅用兩個元件：電流取樣電阻R和抗干擾消振電容C

四 開關(guān)電源驅(qū)動電路

上述線性恒流驅(qū)動電路雖具有電路簡單、元件少、成本低、恒流精度高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，但使用中也發(fā)現(xiàn)幾點(diǎn)不足：

a、調(diào)整管工作在線性狀態(tài)，工作時功耗高發(fā)熱大(特別是工作壓差過大時)，不僅要求較大尺寸的散熱器，而且降低了用電效率。

b、電源電壓要求按公式(13)與LED工作電壓嚴(yán)格匹配，不允許大范圍改變。也就是說它對電源電壓及LED負(fù)載變化的適應(yīng)性差。

c、它僅能工作在降壓狀態(tài)，不能工作在升壓狀態(tài)。即電源電壓必須高于LED工作電壓。

d、供電不太方便，一般要配開關(guān)穩(wěn)壓電源，不能直接用～220V供電。

輸入整流:將正負(fù)變化的交流電變成單向變化的直流電

濾波:將變化的電壓波形平滑成波動較小的直流電壓波形

變壓器:儲存能量,產(chǎn)生需要的輸出電壓.原、副邊隔離。

輸出穩(wěn)壓:穩(wěn)定輸出電壓

取樣反饋:將輸出電壓的變化反映到控制電路,以便采取相應(yīng)的措施保證輸出電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)

PWM+開關(guān):控制電路,根據(jù)反饋回來的信號控制變壓器儲存能量的多少,從而保證輸出的穩(wěn)定

采用開關(guān)電源驅(qū)動的優(yōu)點(diǎn):效率高，一般可以做到80%～90%，輸出電壓、電流穩(wěn)定。輸出紋波小。且這種電路都有完善的保護(hù)措施，屬高可靠性電源。

LED驅(qū)動電源主要有恒壓式和恒流式

(1)恒壓式：

a、當(dāng)穩(wěn)壓電路中的各項參數(shù)確定以后，輸出的電壓是固定的，而輸出的電流卻隨著負(fù)載的增減而變化;

b、恒壓電路不怕負(fù)載開路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路。

c、 以穩(wěn)壓驅(qū)動電路驅(qū)動LED，每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;

d、 亮度會受整流而來的電壓變化影響。

(2)恒流式：

a、 恒流驅(qū)動電路輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化，負(fù)載阻值小，輸出電壓就低，負(fù)載阻值越大，輸出電壓也就越高;

b、 恒流電路不怕負(fù)載短路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路。

c、 恒流驅(qū)動電路驅(qū)動LED是較為理想的，但相對而言價格較高。

d、 應(yīng)注意所使用最大承受電流及電壓值，它限制了LED的使用數(shù)量;

開關(guān)恒流驅(qū)動電路

恒流源和恒壓源不同之處就是恒流的那部分電路。

恒流部分：它主要由T1、R8、R9、R5組成。三級管的導(dǎo)通電壓0.7V是已知量。R8阻值也是已知量，當(dāng)電路開始工作后，只要R8和流過R8的電流乘積大于0.7V，三極管開始工作,電路就進(jìn)入恒流工作。