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led驅(qū)動(dòng)電路范文第1篇

【摘要】恒流源驅(qū)動(dòng)電路的主要優(yōu)點(diǎn)就是工作狀態(tài)穩(wěn)定、工作效率較高，本文主要介紹一種基于XL6005芯片大功率led的驅(qū)動(dòng)電路，本驅(qū)動(dòng)電路具有體積小、電路簡單、輸出功率高等特點(diǎn)，是一種比較理想的LED驅(qū)動(dòng)電路。

關(guān)鍵詞： LED；恒流驅(qū)動(dòng)；大功率

中圖分類號(hào): TN43文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

LED（light emitting diode）即發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件。利用固體半導(dǎo)體晶片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED作為一種新的照明用光源,正在逐漸得到大規(guī)模和大范圍的應(yīng)用；預(yù)計(jì)在未來幾年內(nèi)，LED燈將可能逐漸進(jìn)入家庭照明，室內(nèi)外照明等領(lǐng)域，成為一種重要的照明光源；具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、亮度高、成本低等特點(diǎn)，這些優(yōu)異特性也符合現(xiàn)在低碳、環(huán)保的大趨勢，LED已經(jīng)被迅速的應(yīng)用于各種背光、廣告燈、幕墻、路燈、節(jié)能燈、車燈等領(lǐng)域。

1 LED驅(qū)動(dòng)電路的研究

LED大規(guī)模的使用，其驅(qū)動(dòng)電路也層出不窮, LED驅(qū)動(dòng)電路的選擇除了要滿足安全要求外，另外的基本功能應(yīng)有兩個(gè)方面：一是盡可能保持恒流特性，尤其在電源電壓發(fā)生±15％的變動(dòng)時(shí)，應(yīng)仍能保持輸出電流在±10％的范圍內(nèi)變動(dòng)。二是驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)保持較低的自身功耗，這樣才能使LED系統(tǒng)的效率保持在較高水平。根據(jù)能量來源的不同，LED驅(qū)動(dòng)電路總體上可分為兩類，一是AC/ DC轉(zhuǎn)換，能量來自交流市電，二是DC/ DC轉(zhuǎn)換，能量來自直流電源。根據(jù)LED驅(qū)動(dòng)原理的不同，又可以分為線性驅(qū)動(dòng)電路和開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。而理想的LED驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：LED亮度不因輸入電壓變化而改變；LED工作狀態(tài)不因環(huán)境溫度變化而改變。由于LED本身內(nèi)阻已經(jīng)確定，那么亮度及色溫與所提供電壓有著直接的關(guān)系，電壓一旦有波動(dòng)，必將造成工作狀態(tài)不穩(wěn)，忽暗忽亮的現(xiàn)象產(chǎn)生，尤其功率越大，這種現(xiàn)象就會(huì)越加嚴(yán)重。大功率LED的發(fā)光強(qiáng)度是由流過LED 的電流決定的，電流過強(qiáng)會(huì)引起LED的衰減，電流過弱會(huì)影響發(fā)光強(qiáng)度，因此LED驅(qū)動(dòng)需要提供恒流電源，以保證大功率的安全性，還需要滿足預(yù)期的亮度要求，并保證各個(gè)LED亮度、色度的一致性，亮度會(huì)隨工作電流的增大而增大，為保證流過每只LED的電流相同，就必須串聯(lián)使用, 串聯(lián)使用使得LED點(diǎn)陣所需電源電壓高, 一般小型產(chǎn)品電源電壓比較低, 高電壓電源要求使得LED的應(yīng)用受到了限制。所以，合理的設(shè)計(jì)升壓電路來驅(qū)動(dòng)LED, 是LED能夠得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

根據(jù)LED電流、電壓變化特點(diǎn)，采用恒壓驅(qū)動(dòng)LED是可行的，而且在某些產(chǎn)品的應(yīng)用上精確設(shè)計(jì)，其優(yōu)勢仍然是其它驅(qū)動(dòng)方式無法取代的。但是，采用恒流驅(qū)動(dòng)方式，仍然是比較理想的LED驅(qū)動(dòng)方式，它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動(dòng)，同時(shí)恒定的電流使LED的亮度穩(wěn)定。因此眾多廠家選用恒流方式驅(qū)動(dòng)LED。其實(shí)每種驅(qū)動(dòng)方式均有優(yōu)、缺點(diǎn)，根據(jù)LED產(chǎn)品的要求、應(yīng)用場合的不同，應(yīng)該合理選用LED的驅(qū)動(dòng)方式，精確的設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電源。

傳統(tǒng)上用于驅(qū)動(dòng)燈泡、日光燈、節(jié)能燈、鈉燈等光源的電源并不適合直接驅(qū)動(dòng)大功率LED。多種LED恒流驅(qū)動(dòng)的電路實(shí)驗(yàn)證明，并不是所有的恒流源都能夠作為理想的LED驅(qū)動(dòng)電路，很多恒流源電路試驗(yàn)后也會(huì)出現(xiàn)不同的問題，需要反復(fù)的推敲、研究，下面就一種恒流源電路加以論述。

2 LED驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)現(xiàn)

大功率LED是指擁有大額定工作電流的發(fā)光二極管。普通LED功率一般為0.05W、工作電流為20mA，而大功率LED可以達(dá)到1W、3W、5W、8W 和10W甚至數(shù)十瓦，工作電流可以是幾十毫安到幾百毫安不等。由于目前大功率LED在光通量、轉(zhuǎn)換效率和成本等方面的制約，決定了大功率LED短期內(nèi)的應(yīng)用主要是一些特殊領(lǐng)域的照明。而通常LED工作方式都是多個(gè)發(fā)光管同時(shí)工作，以產(chǎn)生足夠亮度的光源。要求設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路：LED功率為1W，LED的工作方式為每三個(gè)串聯(lián)組成一組，之后再并聯(lián)，形成LED的工作矩陣。

電路的核心器件選用上海芯龍半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的XL6005恒流驅(qū)動(dòng)升壓變換器，該芯片的電路應(yīng)用簡單，外部元器件比較少，故障點(diǎn)少，成本低。XL6005為升壓型驅(qū)動(dòng)芯片，封裝形式為TO-252-5L ,引腳說明為VIN：電源電壓輸入；FB：調(diào)整端；EN：芯片使能端，控制芯片輸出，低電平有效。芯片的特點(diǎn)為5V-32V范圍的寬輸入電壓，輸出最高可升壓到42V，驅(qū)動(dòng)功率為16W，開關(guān)頻率為180HZ，參考電壓可低至0.2V，可以有效的提高系統(tǒng)的效率，同時(shí)FB腳可實(shí)現(xiàn)PWM調(diào)光。

電路如圖1所示。在此電路中，鑒于LED領(lǐng)域的系統(tǒng)需求，內(nèi)部除了常規(guī)的限流電路，過溫度保護(hù)，開路保護(hù)外，還內(nèi)置了專用LED的恒流，通過電阻RCS電阻測量LED電流，并實(shí)現(xiàn)電流模式控制。在正常工作情況，LED電流由0.22V 的PWM控制器內(nèi)部參考電壓除以RCS電阻值所決定。即：I=0.22V/RCS，因?yàn)镽CS 兩端的電壓降在正常工作條件下將一直保持在0.22V，過壓保護(hù)是芯片內(nèi)置開路保護(hù)，保護(hù)電壓52V 左右，芯片外部通過電阻R1和DS2 測量輸出電壓并實(shí)現(xiàn)電壓模式控制，實(shí)現(xiàn)二次開路保護(hù)，一般過壓保護(hù)設(shè)置為比正常輸出電壓高20%。

圖1XL6005實(shí)現(xiàn)的LED驅(qū)動(dòng)電路

在芯片正常工作的時(shí)候，恒流起作用；當(dāng)恒流這一路出現(xiàn)問題，過壓保護(hù)鉗位輸出電壓，使LED不會(huì)承受較大功率而燒毀。此工作電路，電壓輸入范圍較廣，可以介于DC5V-DC32V之間。表1中的數(shù)據(jù)為實(shí)際測量的不同輸入電壓情況下的輸出的電流值及電壓值。

表1實(shí)際測量電路的工作參數(shù)

輸入電壓 輸出電壓 輸出電流

6.5V 10.5V 1.25A

7V 10.5V 1.25A

7.5V 10.4V 1.24A

8V 10.4V 1.24A

8.5V 10.4V 1.24A

理論上認(rèn)為，輸出電流能達(dá)到I=0.22V/RCS=0.22/0.1375=1.6A，而從實(shí)驗(yàn)證明實(shí)際輸出電流經(jīng)測量基本在1.25A左右，并且，不會(huì)隨著輸入電壓的高低變化而引起輸出電流的變化，即恒流效果較好?？紤]電路的熱效率，此時(shí)的散熱片面積要不小于50mm×50mm，來滿足溫度參數(shù)要求。

結(jié)論

隨著大功率LED的越來越廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)也越來越重要。從以上設(shè)計(jì)電路實(shí)驗(yàn)得出，對(duì)于這種大功率LED工作的場所，采用恒流驅(qū)動(dòng)電路來滿足LED的工作要求，既考慮了升降壓、隔離、恒流等問題，又考慮了過溫、過流保護(hù)及散熱等問題。本文重點(diǎn)探討了XL6005芯片應(yīng)用電路，其電路簡單，既可以節(jié)約能源，又可以實(shí)現(xiàn)功能，是一種很實(shí)用的驅(qū)動(dòng)電路。另外，在很多大功率LED的驅(qū)動(dòng)中，驅(qū)動(dòng)模塊并聯(lián)實(shí)現(xiàn)功率增大的方法也經(jīng)常被采用，即在以上基本電路的基礎(chǔ)上，還可以加以擴(kuò)展其功能：兩個(gè)或多個(gè)模塊并聯(lián)，這就能夠得到不同大小的恒定輸出電流。

參考文獻(xiàn)

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[2]陳曉飛，鄒雪城，林雙喜. 數(shù)字調(diào)光PWM升壓LED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)[J] .半導(dǎo)體光電，2008，29（4）：617-620．

led驅(qū)動(dòng)電路范文第2篇

關(guān)鍵詞 LED光源；反激式；恒流電路；功率因數(shù)校正；連續(xù)導(dǎo)通模式

中圖分類號(hào)TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1674-6708（2016）161-0174-03

LED即為發(fā)光二極管的縮寫，其英文全稱為Light Emitting Diode，它是在具備普通二極管性質(zhì)的基礎(chǔ)上，具有發(fā)光特質(zhì)的半導(dǎo)體組件。在其工作過程中，LED的核心為具有單向?qū)щ娦阅艿腜N結(jié)，當(dāng)給予PN結(jié)正向電壓時(shí)，電能會(huì)被轉(zhuǎn)化為光能，這是由于電子會(huì)由N區(qū)移動(dòng)至P區(qū)，當(dāng)電子與多數(shù)載流子在P區(qū)進(jìn)行復(fù)合是，便會(huì)以光的形式將多余的能量釋放出來。反之，當(dāng)給予PN結(jié)負(fù)向電壓時(shí)，少數(shù)載流子難以與電子復(fù)合，空間電荷區(qū)變寬，則沒有多余的能量釋放，故不能發(fā)光。通常采用發(fā)光效率、發(fā)光強(qiáng)度、光通量、光強(qiáng)分布和波長等參數(shù)來表達(dá)LED的光學(xué)特性。

基于LED的壽命長、效率高和節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于城市照明中。結(jié)合LED的光通量與電流關(guān)系曲線，以及伏安特性曲線的分析，可以得出電流大小對(duì)其光照強(qiáng)度有決定性的影響，電流也對(duì)其光通量有必然的影響，所以恒定的電流條件才能獲得穩(wěn)定光照強(qiáng)度?；诖耍疚膶?duì)電流的恒定性進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了一種反激式電路，其輸出功率為120W，輸出電壓為33V～37V，該電路可以通過結(jié)合功率因數(shù)校正電路和反激式變換電路的方法來進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用串聯(lián)和并聯(lián)混合使用的方法，為120只功率為1W的LED照明燈提供電流輸入。最終，本文建立了一種反激式LED恒流驅(qū)動(dòng)電路。

1 LED恒流驅(qū)動(dòng)電路組成

本文結(jié)合功率因數(shù)校正電路和反激式變換電路的理念，設(shè)計(jì)了一種恒流驅(qū)動(dòng)的LED電路。它主要有220V交流電壓為輸入，通過EMI濾波、整波濾波、升壓交變等部分組成，其中，交變電流通過EMI濾波及整流濾波后，繼而進(jìn)入到校正電路中對(duì)功率進(jìn)行校正，而后續(xù)的反激式變換電路則進(jìn)行降壓交換處理，恒流控制則采用AP4310芯片為核心的電路進(jìn)行，繼而抽樣調(diào)整，最終將穩(wěn)定的恒流輸入到LED光照設(shè)備中。該電路體系中，通過過流、過壓以及過溫3種保護(hù)方式來進(jìn)行電路保護(hù)。

2 LED恒流驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

2.1 LED負(fù)載為混聯(lián)方式

如圖1所示，LED負(fù)載排布為串聯(lián)和并聯(lián)混合使用的矩陣排布方式，對(duì)120只功率均為1W的LED燈組成。其中，串聯(lián)的LED上的電流基本一致，但由于數(shù)量較多，其輸出電壓則會(huì)較大；采用并聯(lián)方式連接是，其輸出電壓相對(duì)較低，但對(duì)驅(qū)動(dòng)電流容量要求則相對(duì)高一些。

式中，I1-L表示支路電流，I0為總輸出電流，L為LED的并聯(lián)列數(shù)，V0為輸出電壓，Vi為單個(gè)LED燈的正向電壓，H為單個(gè)并聯(lián)支路中串聯(lián)的LED燈個(gè)數(shù)，RP則表示其單個(gè)LED的電阻。

2.2 LED恒流源輸入整流濾波電路設(shè)計(jì)

如圖2所示為EMI濾波及整流濾波電路，其中R1-3為壓敏電阻器，主要用來電路中的過電壓，R4為熱敏電阻，用來調(diào)整電路接通瞬間的浪通電流。而兩級(jí)共軛濾波電路則由LP1-2和R5-6等部分組成，RY1-2接機(jī)。B1為整流橋，主要實(shí)現(xiàn)電壓的直流轉(zhuǎn)換。

2.3 功率因數(shù)校正電路設(shè)計(jì)

功率因素校正的主要有單級(jí)式和雙級(jí)式這兩種電路的結(jié)構(gòu)[ 1 ]。在這篇文章里所采用的是雙極式的電路。這一功率校正電路的前級(jí)所采用的壓式變換器是以O(shè)B6563這一芯片組成的，由于功率因數(shù)的大大增加，使其能夠提供大概400V直流電壓以確保后級(jí)電路的工作。在連續(xù)導(dǎo)通CCM模式的控制之下，電路控制策略是由芯片的乘法器進(jìn)行運(yùn)算的。在這款高性能的PFC芯片，擁有著9.5V～28V的較為寬廣的工作范圍[2，3]，而與大電壓范圍對(duì)應(yīng)的缺失較小的工作電流。對(duì)于其組成部分，則包含了場效應(yīng)模式下的管驅(qū)動(dòng)邏輯電路、零電流的檢測（ZCD）處理電路以及針對(duì)總諧波分布進(jìn)行優(yōu)化的乘法器等，能夠?qū)﹄娏鬟M(jìn)行逐周期的限制，并且還能夠在電壓不夠時(shí)進(jìn)行限制，在電壓過高時(shí)進(jìn)行保護(hù)的功能。

2.4 恒流控制電路設(shè)計(jì)

如圖3所示為恒流控制的電路圖，圖中運(yùn)放負(fù)反饋元件為C4～5、R6～7，Rt為熱敏電阻，R13～14為電阻，其與Q3形成過溫補(bǔ)償電路。由圖可知，其中AP4310芯片為核心組成部分之一，且該芯片擁有獨(dú)立的兩路開環(huán)誤差放大器[4，5]。在其工作過程中，通過運(yùn)放1來進(jìn)行電壓的操控，由R1 1等進(jìn)行輸出電壓LED到芯片2腳的等分壓輸入處理，且保持其3腳處擁有2.5V的穩(wěn)定電壓。對(duì)于其二極管D1的光耦，則由放大器1進(jìn)行輸出，以進(jìn)行LED電壓的反饋電路的構(gòu)建。而電流操控則由運(yùn)放2進(jìn)行。對(duì)R3電阻進(jìn)行電流取樣，并將其轉(zhuǎn)換的電壓輸送到芯片6腳，對(duì)于二極管D3的光耦則由放大器2進(jìn)行輸出，以進(jìn)行LED電流的反饋電路的構(gòu)建，且在此過程中，反饋位置為如前所述反激式變換級(jí)，以對(duì)電流進(jìn)行穩(wěn)定處理。

2.5 部分參數(shù)測試

論文的試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。圖中的（a）圖是功率因數(shù)乘法器輸入電壓取樣點(diǎn)電壓，電壓值保持在0.8V左右。如圖4（b）所示為針對(duì)功率因數(shù)乘法器的輸出電壓的取樣結(jié)果，約為2.4V。如圖4（c）所示為反激變換場效應(yīng)條件下的管漏極電壓的波形圖。從圖中能夠發(fā)現(xiàn)，漏極電壓幅值峰的最高值大概是340V，并保持在5.5μs左右的導(dǎo)通時(shí)間。如圖4（d）所示為對(duì)于反激變換電路進(jìn)行電流取樣后的電阻電壓的波形圖，其電壓的最大極值約為0.24V左右，當(dāng)達(dá)到峰值時(shí)，立馬停止場效應(yīng)管。如圖4（e）所示為輸出電流-電壓的曲線，當(dāng)其電壓處于220V時(shí)，該曲線則可以對(duì)調(diào)整負(fù)載進(jìn)行檢測獲得?！?60】在負(fù)載在10Ω到24Ω變化時(shí)（之中間隔1Ω），單只LED管電流開始從0.290A慢慢降低到0.282A，電流變化量大概是0.08A，電流穩(wěn)定程度大概是2.7%，電壓從35.2V提升到約36.8V后，開始變得恒定。圖中的（f）是LED恒定電流源輸出電壓紋波曲線，在圖上可以發(fā)現(xiàn)，紋波比較小，最高值大概是70mV。利用針對(duì)LED恒定電流源開始長時(shí)間運(yùn)作通電檢測，結(jié)論表示運(yùn)作穩(wěn)定，可以達(dá)到驅(qū)動(dòng)數(shù)只大功率LED的目的。

3 結(jié)論

本文通過理論分析，核心內(nèi)容是構(gòu)造了一種輸出功率是120W的反激式變換LED恒定電流驅(qū)動(dòng)電路，它的輸出電壓范圍是33V～37V，可以在120只功率是1W的LED管運(yùn)用10串聯(lián)12并聯(lián)混合聯(lián)接的模式構(gòu)成的LED陣列中供給驅(qū)動(dòng)電源。借助對(duì)它們功率因數(shù)校正電路、反激式變換電路、恒定電流操控電路采取試驗(yàn)和性能檢測，可以發(fā)現(xiàn)它們的負(fù)載在10Ω到24Ω變換時(shí)，恒定電流效果更好，電流穩(wěn)定程度為2.7%左右，輸出電壓紋波較低，僅僅是70mV左右，有效地展現(xiàn)了該反激式LED恒定電流驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)現(xiàn)了大功率LED驅(qū)動(dòng)和穩(wěn)定電流的作用。

參考文獻(xiàn)

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led驅(qū)動(dòng)電路范文第3篇

關(guān)鍵詞：RT8482；恒流驅(qū)動(dòng)；TL431；PWM調(diào)光；DC—DC

中圖分類號(hào)：TN911—34；TM910.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1004—373X（2012）18—0152—03

引言

與傳統(tǒng)照明中所普遍使用的白熾燈和熒光燈相比，LED照明具有發(fā)光效率高、節(jié)能環(huán)保、體積小、使用壽命長、亮度高等特點(diǎn)。目前，LED照明應(yīng)用主要集中在兩個(gè)方面：一是中小功率應(yīng)用場合，如夜燈、射燈、礦燈等；另一種就是通用與景觀照明、汽車照明、液晶顯示設(shè)備背光等大功率應(yīng)用領(lǐng)域。

在大功率LED照明應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)電路的性能在一定程度上決定系統(tǒng)的整體性能和壽命。根據(jù)LED的V—I特性，要求驅(qū)動(dòng)電路的輸出具有恒流特性，輸出電壓可自動(dòng)調(diào)整以適應(yīng)負(fù)載的變化，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電路需要具有較高的效率，并且具備過壓保護(hù)、過流保護(hù)等措施[1—2]。基于上述要求，本文設(shè)計(jì)了一款基于RT8482芯片的大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，其輸出電壓自適應(yīng)，同時(shí)還具有過壓保護(hù)、過流保護(hù)等功能，可滿足很多大功率LED應(yīng)用領(lǐng)域需求。

led驅(qū)動(dòng)電路范文第4篇

【關(guān)鍵詞】LED照明驅(qū)動(dòng)；智能調(diào)光；電路

LED照明使用安全可靠，環(huán)保無污染，且維護(hù)相當(dāng)方便，業(yè)界專家認(rèn)為此項(xiàng)技術(shù)將成為未來照明的主流。LED屬于非線性器件，導(dǎo)通過后只需稍微改變一下電壓就能增加很多電流，所以微小的電壓反應(yīng)也會(huì)極大的影響LED工作情況，如電流過大極易發(fā)熱損壞。LED驅(qū)動(dòng)的最佳方式是采用恒流源驅(qū)動(dòng)，這樣電流不會(huì)受到LED參數(shù)離散性、環(huán)境溫度、電壓的影響，確保電流一直處于恒定狀態(tài)，可以將LED的優(yōu)良特性一一表現(xiàn)出來。驅(qū)動(dòng)電路具備較高的功率、效率因數(shù)，將較小的諧波電流注入電網(wǎng)，可以有效減輕電網(wǎng)供電質(zhì)量產(chǎn)生的影響，而且體積小、成本低、重量輕。LED照明中不可或缺的一部分就是智能化調(diào)光部分，它是LED照明驅(qū)動(dòng)器發(fā)展的趨勢。

一、LED燈結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

LED燈主要由配光系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)電源和機(jī)械、防護(hù)結(jié)構(gòu)幾部分組成[1]。配光系統(tǒng)包括發(fā)光源（LED燈板）、均光罩（燈殼）；散熱系統(tǒng)包括內(nèi)外散熱器、導(dǎo)熱板等；驅(qū)動(dòng)電源輸入的是市電交流電，包括線性恒流源和高頻恒流源；機(jī)械、防護(hù)結(jié)構(gòu)包括散熱器、絕緣套、均光罩等。LED燈殼分為多頭組合式、分裂式和整體式等多種形式。

二、LED照明的驅(qū)動(dòng)要求、特性和調(diào)光方式

理論上LED的照明光效為300lm/W，不過目前市場化水平僅達(dá)到了120lm/W，其導(dǎo)通電壓大約為3.0-4.3V，以PN結(jié)為核心，當(dāng)LED上加載的電壓比導(dǎo)通電壓小時(shí)，LED上基本上不會(huì)有電流通過，導(dǎo)通LED之后，依據(jù)正向電壓指數(shù)變化規(guī)律，正向電流會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的改變，即便是很小的電壓也會(huì)引發(fā)極大電流變化。如導(dǎo)通區(qū)電壓由80%的額定值變?yōu)?00%，電流怎會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從0%的額定值變?yōu)?00%【2】。LED的相對(duì)光通量與正向電流IF之間的關(guān)系如圖1所示。如圖兩者之間是正比關(guān)系，對(duì)LED正向電流實(shí)施控制就能夠調(diào)整發(fā)光亮度。當(dāng)LED以恒壓源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，小電壓也能引發(fā)大電流變化，所以僅適用小功率范圍，而大功率、高要求狀況下均采用恒流驅(qū)動(dòng)。LED的發(fā)光亮度會(huì)伴隨工作時(shí)間的長短而改變，工作時(shí)間長，亮度減弱，電流增加，光效減少，因此亮度和驅(qū)動(dòng)電流為飽和關(guān)系。當(dāng)電流達(dá)到70%-80%之后，會(huì)轉(zhuǎn)化成熱能，這是最適宜的驅(qū)動(dòng)電流[3]。恒壓驅(qū)動(dòng)及PWM調(diào)光時(shí)電流最大≤3倍最小電流，超過這個(gè)范圍會(huì)降低LED使用壽命。目前市場上LED單個(gè)功率多為

三、LED照明的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

LED屬于非線性器件，導(dǎo)通之后電壓細(xì)微變化就會(huì)增加較大的電流，影響LED器件工作質(zhì)量，甚至引發(fā)發(fā)熱損壞，采用恒流源驅(qū)動(dòng)是最佳驅(qū)動(dòng)方式[6]。SMD802屬于PWM控制器，能夠組成固定開關(guān)頻率的恒流LED驅(qū)動(dòng)電路。IC可直接450V直流電壓，電路簡單，極少的元器件，生產(chǎn)成本較低，可實(shí)現(xiàn)>90%的轉(zhuǎn)換率；能滿足不同負(fù)載要求，對(duì)于多個(gè)串聯(lián)大功率IED同樣適用；用戶可設(shè)定開關(guān)頻率，范圍25kHz-300kHz；適用模擬調(diào)光和PWM調(diào)光，內(nèi)部設(shè)有過載保護(hù)、欠壓鎖存保護(hù)，確保工作溫度可是控制在40℃-80℃。

1.工作原理

圖2表示SMD802內(nèi)部結(jié)構(gòu)、元器件電路。電壓輸入之后可直接到達(dá)VIN端，主要的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成部分有：7.5V線性穩(wěn)壓器、振蕩器、電壓比較器（2個(gè)）、250mV基準(zhǔn)電壓、RS觸發(fā)器、消隱電路等組成；主要的外界元器件為：ROSC（確定振蕩器頻率）、采樣電阻RCS、續(xù)流二極管D1、開關(guān)管Q1、電感L1、穩(wěn)壓器外接電容CDD等。如VDD電壓>VLO，輸出為高電平，通過對(duì)外部功率峰值電流進(jìn)行限制實(shí)施工作。因外部電流采樣電阻串聯(lián)功率MOSFET源極，所以電壓消除電路會(huì)將信息反饋至CS腳，一旦CS腳電壓比設(shè)定的閾值電壓大，會(huì)自動(dòng)結(jié)束GATE驅(qū)動(dòng)信號(hào)，斷開功率管。通常內(nèi)部設(shè)定峰值電流閾值電壓為250mV，軟啟動(dòng)將電容（1個(gè)）連接在LD腳上，電壓會(huì)依據(jù)設(shè)定的期望速率上升，保證輸出電流逐漸上升。

四、LED照明的智能調(diào)光應(yīng)用方式

大功率LED照明適宜采用電流If幅值不變（LED工作電流），僅僅改變If，對(duì)電流脈沖單位時(shí)間內(nèi)寬度進(jìn)行調(diào)整實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光，不用改變光譜，不會(huì)產(chǎn)生白光偏色。一般采用以下方式[7]：

1.頻率調(diào)制方式

保持矩形脈沖電流寬度不變，僅僅將單位時(shí)間內(nèi)LED上的矩形脈沖電流個(gè)數(shù)改變，促使平均電流發(fā)生較大范圍變化，實(shí)現(xiàn)大范圍的LED亮度調(diào)節(jié)。

2.脈寬調(diào)制方式

這是一種常見的LED亮度調(diào)節(jié)方式，把LED上的矩形脈沖電流寬度改變，促使平均電流發(fā)生較大范圍變化，實(shí)現(xiàn)大范圍的LED亮度調(diào)節(jié)。

3.位角調(diào)制方式

利用一串二進(jìn)制序列脈沖，依照位值比例對(duì)每一位序列脈沖寬度進(jìn)行延展，將單位時(shí)間內(nèi)在LED上所占的位值延伸寬度進(jìn)行改變，促使平均電流發(fā)生較大范圍變化，實(shí)現(xiàn)大范圍的LED亮度調(diào)節(jié)。

圖4表示的是應(yīng)用PWM信號(hào)進(jìn)行LED亮度控制的電路。IC的EN端子可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)變換器開/關(guān)運(yùn)行，在此基礎(chǔ)上施加PWM信號(hào)，能實(shí)現(xiàn)LED以某種速率進(jìn)行開/關(guān)，獲得調(diào)節(jié)LED亮度功能。利用A/D轉(zhuǎn)換器可以將Tr1的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，計(jì)算出LED平均電流ILED（avg）。計(jì)算公式為：

五、總結(jié)

大功率LED照明驅(qū)動(dòng)及智能調(diào)光電路的設(shè)計(jì)需要注意以下問題：（1）電源的可靠性應(yīng)高，需具備高功率因數(shù)，采用較高電源效率，可減小耗損功率，降低燈具溫升；（2）設(shè)置浪涌保護(hù)電路，由于LED抗浪涌能力較弱，電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)格外注意；（3）電源應(yīng)具備防水、防潮、符合電磁兼容要求、外殼耐高低溫能力強(qiáng)、使用壽命適配LED使用壽命等。希望通過本次研究，實(shí)現(xiàn)LED照明的廣泛應(yīng)用，LED產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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led驅(qū)動(dòng)電路范文第5篇

論文關(guān)鍵詞：LED，電源驅(qū)動(dòng)，節(jié)能高效

 

一、LED路燈的電源驅(qū)動(dòng)原理

近些年隨著大功率的LED發(fā)光技術(shù)的升級(jí)，大功率的白光LED進(jìn)入了照明市場，越來越多的被應(yīng)用于通用照明領(lǐng)域。因?yàn)長ED本身具有高光效、壽命長、抗浪涌能力差等特點(diǎn)，以此LED路燈的電源控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)就成為了保證其功能和高效的重要基礎(chǔ)。

為了設(shè)計(jì)出更加安全可靠的電源驅(qū)動(dòng)器，必須對(duì)其工作原理進(jìn)行了解。下面就對(duì)LED路燈電源驅(qū)動(dòng)器的基本工作原理進(jìn)行簡要的介紹：主要的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是處采用隔離變壓器、PEC控制電源開關(guān)，并保證輸出為恒定的電壓，完成對(duì)LED路燈的驅(qū)動(dòng)。因?yàn)閷?shí)際中LED的抗浪涌的能力較差，尤其是對(duì)反向電壓更為敏感。所以在電源控制中應(yīng)當(dāng)注意對(duì)這方面的保護(hù)效果的提高。同時(shí)，LED路燈主要的工作狀況是戶外，因此要增加對(duì)防浪涌的措施。因?yàn)閷?duì)其供電的電網(wǎng)容易受到雷電的干擾，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流而涌入電網(wǎng)，從而導(dǎo)致對(duì)LED的破壞。所以電源的驅(qū)動(dòng)也應(yīng)當(dāng)具備抑制浪涌的功能，達(dá)到保護(hù)LED的效果。此時(shí)采用的EMI濾波電路就起到了這種防止電網(wǎng)諧波串入的模塊，以此保護(hù)路燈的電路正常工作。

二、LED路燈的電源驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)

1、驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)簡述

針對(duì)LED路燈系統(tǒng)的電源控制器的設(shè)計(jì)需要考慮到其特地和基本要求才能達(dá)到目的。具體的情況如下：此系統(tǒng)中的每個(gè)路燈的功率在 100W以內(nèi)；為了提高路燈的實(shí)用性，路燈的LED被分為若干小組，每組LED則是串聯(lián)驅(qū)動(dòng)節(jié)能高效，組與組之間為隔離驅(qū)動(dòng)，保證單組損壞而不影響整個(gè)LED的工作；為了提高路燈的安全性，輸入和輸出系統(tǒng)需要有電氣隔離；電源的公因數(shù)必須維持在較高的水平。

在設(shè)計(jì)中為了滿足以上的基本需求，通常采用的是AC/DC恒壓電源和多路控制的DC/DC恒定流動(dòng)驅(qū)動(dòng)級(jí)聯(lián)的方式完成對(duì)多路的LED驅(qū)動(dòng)。AC/DC部分采用的是反激形式拓?fù)?，輸出的功率可以滿足LED的功率；DC/DC的部分采用國半德爾LED恒定電流芯片。其中在AC/DC部分所采用的反激式的電源所產(chǎn)生的損耗將影響電源的效率，其損耗主要有：一次場效應(yīng)晶體管的損耗，主要是導(dǎo)通和開關(guān)損耗；二次側(cè)的整流二極管造成的功率損耗；高頻變壓的固有的鐵損、銅損、漏感損耗等，為了提高整個(gè)電源的高效率就應(yīng)當(dāng)對(duì)上面三種情況進(jìn)行控制。

2、控制形式和零電壓設(shè)計(jì)

在提高效率的設(shè)計(jì)中，如采用ST所生產(chǎn)的L6562作為控制芯片，此芯片是一種較為經(jīng)濟(jì)的功率因數(shù)校正控制元器件。反激方式電源工作是在不連續(xù)導(dǎo)電的模式下進(jìn)行工作的，通過前端的濾波其進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整實(shí)現(xiàn)高功率。為了減小場效應(yīng)晶體管損耗，利用與芯片相適應(yīng)的器件，這樣可以有效的降低在導(dǎo)通時(shí)出現(xiàn)的損耗，同時(shí)還可以利用準(zhǔn)諧振的技術(shù)實(shí)現(xiàn)場效應(yīng)晶體管的零電壓導(dǎo)通，完成對(duì)開關(guān)損耗的控制cssci期刊目錄。

3、同步整流設(shè)計(jì)

通常的反激式開關(guān)在利用中二次側(cè)的整流二級(jí)管也會(huì)形成較大的損耗，為了實(shí)現(xiàn)高效率可以利用具有低導(dǎo)通降壓的二極管來緩解著高損耗的問題，但是實(shí)踐中看，此種改進(jìn)的效果并不明顯，同時(shí)一些設(shè)計(jì)中輸出的的電壓較高，而肖特基二極管的反向耐壓性能并不理想，所以其不能滿足高效率需求。

實(shí)踐證明較好的方法是采用同步整流技術(shù)對(duì)功率進(jìn)行調(diào)整，利用導(dǎo)通電阻較低的場效應(yīng)晶體管代替整流二極管。同步整流方式可以分為外驅(qū)動(dòng)和內(nèi)驅(qū)動(dòng)兩種，工作原理也可分為電壓型和電流型、諧振型驅(qū)動(dòng)等。這些同步驅(qū)動(dòng)的方式各自有其優(yōu)勢和不足。其中一種較為實(shí)用的是電流同步的控制驅(qū)動(dòng)方案，但是因?yàn)轵?qū)動(dòng)中選擇了場效應(yīng)晶體管門極驅(qū)動(dòng)電壓鉗位在輸出電壓上，而門極穿電壓通常較低，因此要采用此種方法就要降低輸出電壓。

所以可以采用混合型的同步整流方法，其工作的原理為在兩個(gè)變壓器上的兩個(gè)繞組為T3、T4，其中T3設(shè)計(jì)為二次繞組主要負(fù)責(zé)能量的傳遞，T4則為輔助繞組。在T4上的電壓隨著T3電壓的升高而升高，用于開啟同步整流用場效應(yīng)管。此時(shí)的電流互感器中的兩個(gè)繞組也起到不同的作用，初級(jí)繞組是串聯(lián)在主電路中，是檢驗(yàn)流經(jīng)的場效應(yīng)管的電流，當(dāng)該繞組中的電流下降到0的時(shí)候節(jié)能高效，另一個(gè)繞組則將場效應(yīng)管斷開。所以此種方案可以利用電壓信號(hào)來控制場效應(yīng)晶體管的導(dǎo)通，電流信號(hào)澤爾負(fù)責(zé)其關(guān)閉，不僅僅提高了效率還可以穩(wěn)定的工作，控制了無開通的情況。

4、變壓器的高效率設(shè)計(jì)

高頻率變壓器是隔離形式的電源中不可或缺的器件，在提升效率的方面也有著重要的作用。變壓的損耗主要來自銅損、鐵損、漏感損耗，此三者的損耗可以通過必要的手段進(jìn)性損耗的控制，但是控制的措施不能完全達(dá)到綜合高效的目標(biāo)效果。因此，新型的變壓器技術(shù)將高頻率供電系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)。此種變壓器的技術(shù)日趨成熟，主要特點(diǎn)是高度低，利用底部面積大的平面磁芯。此種變壓器采用的繞著是螺旋印制線構(gòu)成。和以往的變壓器相比此種平面型的變壓效果更高，工作效率也得到了提升，且體積小、漏感小、導(dǎo)熱性好、一致性強(qiáng)等。雖然其距離應(yīng)用還有一段時(shí)間，但是可以成為高端應(yīng)用領(lǐng)域的替代產(chǎn)品。

三、結(jié)束語

LED路燈系統(tǒng)的高效率電源驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)，其首要的目的就是保證路燈的高頻率工況，同時(shí)防止供電系統(tǒng)中的干擾侵入到路燈系統(tǒng)中而造成損壞。其次，利用多種復(fù)合電路和晶體管來提高供電過程中的各種線路損耗，提高供電的效率，以此達(dá)到安全、高效的目的。

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