LED驅(qū)動(dòng)電路詳解

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。和常用LED驅(qū)動(dòng)電路的不同，LED驅(qū)動(dòng)電源通?？梢苑譃槿N，一、開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)，二、線性驅(qū)動(dòng)，三、阻容降壓驅(qū)動(dòng)。

1、開(kāi)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(kāi)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(duì)外殼絕緣性要求不高。非隔離安全性稍差，但成本也相對(duì)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(kāi)關(guān)電源的安全性相對(duì)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(kāi)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、線性驅(qū)動(dòng)
      采用一個(gè)IC或多個(gè)IC來(lái)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(zhǎng)，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(wú)電解電容，超長(zhǎng)壽命的，均是采用線性驅(qū)動(dòng)電源。線性驅(qū)動(dòng)電源具有高可靠性，GX率低成本優(yōu)勢(shì)，是未來(lái)理想的LED驅(qū)動(dòng)電源。

 3、阻容降壓驅(qū)動(dòng)電路
    采用一個(gè)電容通過(guò)其充放電來(lái)提供驅(qū)動(dòng)電流，電路簡(jiǎn)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(guó)家對(duì)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，但是阻容降壓驅(qū)動(dòng)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(chǎng)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(guò)某個(gè)閾值(約2V)，即通常所說(shuō)的導(dǎo)通電壓之后，可近似認(rèn)為，IF與VF成正比。見(jiàn)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(V)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，I變化，從而引起亮度的較大變化。
LED的溫度與光通量(4V)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℃C時(shí),光輸出是25℃時(shí)的1.8倍。溫度的變化對(duì)LED的波長(zhǎng)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(jiàn)，不同類別的電源，其成本差異是非常大的，其中過(guò)認(rèn)證的開(kāi)關(guān)隔離源Z貴，阻容降壓電源最便宜
   6、各類電源性能之比較；

 

在中高端市場(chǎng)，開(kāi)關(guān)恒流非隔離電源仍是市場(chǎng)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(chǎng)，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(chǎng)選用不同的產(chǎn)品。

7、LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)初衷；
       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(guò)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(kāi)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)體照明最關(guān)鍵的部件，更是因?yàn)轫斨?jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、免維護(hù)等諸多光環(huán)而受到市場(chǎng)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(wú)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。