照明用led驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案的探

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1、照明用LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案的探1引言lod具有環(huán)保、節(jié)能、效率高、壽命長(zhǎng)、安全可靠的優(yōu)勢(shì)，在如今“低碳”生活中，它可發(fā)揮了不小的作用，照明現(xiàn)在基木都普及了LED。為此，必須了解LED的使用條件、工作原理、驅(qū)動(dòng)方法和典型應(yīng)用,才能讓LED照明的應(yīng)用最大化。2LEDT作原理VfA/圖1LED的VF與IF的關(guān)系LED的正向壓降變化范圍比較大（可達(dá)IV以上），而由上圖中的VF-IF曲線可知，VF的微小變化會(huì)引起1F較大的變化，從而引起亮度的較大變化。所以，通常LED的發(fā)光特性都用電流的函數(shù)來(lái)描述，而不是電壓的函數(shù)。但一般的整流電路的輸出電壓隨著電網(wǎng)電壓的波動(dòng)也會(huì)變化，山此町知，采

2、用恒壓源驅(qū)動(dòng)不能保證LED亮度的一致性，并且影響LED的特性。因lit,LED驅(qū)動(dòng)通常采用恒流源驅(qū)動(dòng)。3LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)由LED的工作原理知道，要使LED保持最佳的亮度狀態(tài),需要恒流源來(lái)驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)的任務(wù)既要保持恒流特性，還要保持較低的功耗。為了滿足以上要求，通常采用的控制電流的方法冇：通過調(diào)節(jié)限流電阻的人小實(shí)現(xiàn)控制電流；通過調(diào)節(jié)限流電阻上的基準(zhǔn)電壓來(lái)調(diào)節(jié)電流；PWM調(diào)制實(shí)現(xiàn)電流控制。LED的張動(dòng)技術(shù)與開關(guān)電源中應(yīng)川的技術(shù)十分類似，LED驅(qū)動(dòng)電路是一?種電源轉(zhuǎn)換電路，但輸出的是恒定電流而非恒定電壓。無(wú)論在任何情況下，都要輸出恒定而平均的電流，紋波電流要控制在一定的范圍內(nèi)。（

3、1）限流法如圖2所示，這是傳統(tǒng)的電路。電網(wǎng)電壓通過降壓、整流、濾波后，通過電阻限流使LED穩(wěn)定工作。這種電路的致命缺點(diǎn)是：電阻R上的功耗直接影響了系統(tǒng)的效率，再加上變壓器損耗，系統(tǒng)效率約50%。當(dāng)電源電壓在±10%的范鬧內(nèi)變動(dòng)時(shí)，流過LED的電流變化將$25%,LED上的功率變化超過30%。電阻限流的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)訃簡(jiǎn)單、成木低、無(wú)電磁干擾：但是電流會(huì)隨著VF的變化而改變亮度,效率很低，散熱難。blueblue(2)穩(wěn)壓法圖3是在圖2的棊礎(chǔ)上加了一個(gè)集成穩(wěn)壓元件MC7809,使輸出端的電壓基本穩(wěn)定在9V,限流電阻R可用得很小，不會(huì)造成LED的電壓不穩(wěn)。但是，此電路效率還是低。

4、因?yàn)镸C7809和R1上的壓降仍占很大比例，其效率約為40%左右。這就稱不上是節(jié)能照明產(chǎn)品。為了達(dá)到既能使LED穩(wěn)定工作，又能保持高的效率，應(yīng)采用低功耗的限流元件和電路來(lái)使系統(tǒng)效率提高。線形穩(wěn)壓法的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外部元件少、效率中等、成本較低。圖3穩(wěn)壓袪(3)PWM法PWM脈寬調(diào)制，即用脈寬調(diào)制的方法，改變LED驅(qū)動(dòng)電流的脈沖占空比來(lái)控制光的亮度。是利用簡(jiǎn)單的數(shù)字脈沖，反復(fù)開關(guān)LED驅(qū)動(dòng)器的調(diào)光技術(shù)。使用者?只需提供寬、窄不同的數(shù)字脈沖，即可實(shí)現(xiàn)改變輸出電流，從而調(diào)節(jié)白光LED的亮度。此驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是，通過一個(gè)電感器將能量傳遞給負(fù)載，通常是用一個(gè)P叭控制信號(hào)，對(duì)MO

5、SFET品體管觸發(fā)導(dǎo)通和關(guān)斷來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過改變PWM的占空比和電感器的充放電時(shí)間，對(duì)輸入電壓和輸出電壓的比率進(jìn)行調(diào)節(jié)。這類電路常見的結(jié)構(gòu)包括降壓、升壓、降壓-升壓等類型。優(yōu)點(diǎn)是高效、穩(wěn)定，但容易產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲，成本高，設(shè)計(jì)復(fù)雜。圖4的PWM信號(hào)，經(jīng)過三極管VQ1的基極連接到P溝道MOS管的柵極上。P溝道MOS管的柵極驅(qū)動(dòng)，采用簡(jiǎn)單的NP"三極管驅(qū)動(dòng)放人電路，以改善UOS管的導(dǎo)通過程，減少驅(qū)動(dòng)電源的功率。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路直接驅(qū)動(dòng)MOS管時(shí)，會(huì)引起被報(bào)動(dòng)MOS管的快速開通和關(guān)斷，這就可能造成被驅(qū)動(dòng)MOS管漏源極間電壓的振蕩。一則引起射頻干擾，二則有可能造成MOS管遭受過高的電

6、圧而擊穿損壞。為解決這一問題，需在被驅(qū)動(dòng)MOS管的柵極與驅(qū)動(dòng)電路的輸出之間串聯(lián)一只無(wú)感電阻。當(dāng)PWM波輸出高電平時(shí)，三極管VQ1導(dǎo)通，從而使MOS管的柵極電壓低于源極電壓,MOS管的源極和漏極導(dǎo)通,LED點(diǎn)亮。當(dāng)PWM波輸出低電平時(shí)，VQ1截止,LED熄滅。4典型照明LED驅(qū)動(dòng)方案目前全球LED市場(chǎng)主要有日本的日亞化學(xué)(Nichia)、豐田合成(ToyodaGosei)、美國(guó)Cree公司、歐洲飛利浦(PhilipsLumileds)和歐司朗(Osram)5家掌控。照明LED驅(qū)動(dòng)芯片制造商,國(guó)內(nèi)利用較多的冇華潤(rùn)矽威科技和臺(tái)灣點(diǎn)品科技的產(chǎn)品，國(guó)外利用較多的冇安森美和美國(guó)國(guó)家

7、半導(dǎo)體等芯片。(1)華潤(rùn)矽威的LED驅(qū)動(dòng)芯片華潤(rùn)矽威科技最新推出的PT4207采用SOP8封裝，是一款高壓降壓式LED驅(qū)動(dòng)控制芯片，能適應(yīng)從18V到450V的輸入電壓范圍，可支持上百個(gè)LED的串并聯(lián)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，占空比最高可達(dá)100%,以保證系統(tǒng)的高效能。內(nèi)置輸入電壓補(bǔ)償功能，極人改善了PT4207在不同輸入電壓下的LED電流穩(wěn)定性。PT4207內(nèi)置一個(gè)350mA開關(guān)，并配備外部MOS開關(guān)驅(qū)動(dòng)端口。對(duì)于350mA以下的應(yīng)用無(wú)需外部MOS開關(guān)，對(duì)于高于350mA的應(yīng)用可采用外部MOS管擴(kuò)展電流。LED電流可通過外部電阻設(shè)定。通過多功能調(diào)光DIM