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LED驅動電路設計方法分析
摘要: LED具有環保、壽命長、光電效率高等眾多優點,近年來在各行各業的應用得以快速發展,LED的驅動電路成了產品應用的一大關鍵因素。理論上,LED的使用壽命在10萬小時以上,但在實際應用過程中,由于驅動電路的設計及驅動方式選擇不當,使LED極易損壞。
Abstract:
Key words :

  LED具有環保、壽命長、光電效率高等眾多優點,近年來在各行各業的應用得以快速發展,LED的驅動電路成了產品應用的一大關鍵因素。理論上,LED的使用壽命在10萬小時以上,但在實際應用過程中,由于驅動電路的設計及驅動方式選擇不當,使LED極易損壞。

  在設計LED驅動電路時,需要知道LED電流、電壓特性,由于LED的生產廠家及LED規格不同,電流、電壓特性均有差異。現以白光LED典型規格為例,按照LED的電流、電壓變化規律,一般應用正向電壓為3.0-3.6V左右,典型值電壓為3.3V,電流為20mA,當LED兩端的正向電壓超過3.6V后,正向電壓只有很小的增加,但它的正向電流可能會成倍增漲,使LED發光體溫度升高過快,從而加速LED光衰減,使LED的壽命縮短,嚴重時甚至燒壞LED。根據LED的電壓、電流變化特性,對驅動電路的設計提出嚴格要求。

  當前很多廠家生產的LED燈產品(比如護欄、燈杯、投射燈),采用阻容降壓,然后加上一個穩壓二極管穩壓,向LED供電,這樣驅動LED的方式簡單便宜,但存在極大缺陷,首先是效率低,在降壓電阻上消耗大量電能,甚至有可能超過LED所消耗的電能,且無法提供大電流驅動,因為電流越大,要求降壓電容越大,所以消耗在降壓電阻上的電能就越大。其次是穩定電壓的能力極差,無法保證通過LED電流不超過其正常工作要求,設計產品時都會采用降低LED兩端電壓來供電驅動,這樣是以降低LED亮度為代價的。采用阻容降壓方式驅動LED,LED的亮度不能穩定,當供電電源電壓降低時,LED的亮度變暗,供電電源電壓升高時,LED的亮度就會變亮些。

  根據LED電流、電壓變化特點,采用恒壓驅動LED是可行的,雖然常用的穩壓電路,存在穩壓精度不夠和穩流能力較差的缺點,但在某些產品的應用上可能過精確設計,其優勢仍然是其它驅動方式無法取代的。

  采用恒流驅動方式,是比較理想的LED驅動方式,它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動,同時恒定的電流使LED的亮度穩定。因此眾多廠家選用恒流方式驅動LED。 還有一種LED驅動方式是可行的,它即不恒壓,也不恒流,但通過電路的設計,當LED正向電壓升高時,使驅動電流減小,保證了LED產品的安全。當然正向電壓的升高只能在LED承受范圍,過高也會損壞LED。

  理想的LED驅動方式是采用恒壓、恒流,采用串聯方式級聯多個LED。但驅動器的成本增加。其實每種驅動方式均有優、缺點,根據LED產品的要求、應用場合,合理選用LED驅動方式,精確設計驅動電源成為關鍵。
 

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