新聞中心

EEPW首頁 > 光電顯示 > 設(shè)計應(yīng)用 > LED驅(qū)動技術(shù)歸納

LED驅(qū)動技術(shù)歸納

作者: 時間:2012-08-15 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

驅(qū)動分類

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/200183.htm

根據(jù) 驅(qū)動電源輸出的電流極性,可將 驅(qū)動方式分為直流型驅(qū)動和交流型驅(qū)動。直流型驅(qū)動主要針對直流 ,負載只流過單方向的電流,而交流型驅(qū)動主要針對交流 LED,負載流過雙方向的電流。直流型驅(qū)動是 LED 最常見的驅(qū)動方式,實際應(yīng)用的 LED 絕大多數(shù)都為直流LED,因此根據(jù)流過 LED 的電流性質(zhì),可將直流型驅(qū)動方式分為恒壓驅(qū)動、限流驅(qū)動、恒流驅(qū)動和脈沖驅(qū)動。

1.jpg2.jpg

1.1 直流型驅(qū)動

恒壓驅(qū)動

恒壓驅(qū)動時,LED 兩端電壓保持基本恒定,但由于電壓中存在紋波,使得 LED 電流隨著電壓的波動而波動。根據(jù) LED 的伏安特性,微小的電壓波動會引起 LED 電流的較大波動。 另外,由于 LED 負溫度效應(yīng)的影響,電流波動有可能造成結(jié)溫和電流的惡性循環(huán),嚴重時甚至燒毀LED。因此,LED 采用恒壓驅(qū)動時,對驅(qū)動電源的恒壓精度要求較高。

雖然恒壓驅(qū)動對LED性能的影響較大,但是在電源技術(shù)的發(fā)展過程中,恒壓技術(shù)相對恒流技術(shù)要成熟得多,而且在一些要求不高的場合可以通過簡單而又經(jīng)濟的方法實現(xiàn)恒壓(如采用穩(wěn)壓芯片 TL431),所以在一些低端 LED驅(qū)動電源中仍然有少量應(yīng)用。

限流驅(qū)動

限流驅(qū)動是指將 LED 電流限制在設(shè)定范圍以內(nèi)的驅(qū)動方式。根據(jù)限流的實現(xiàn)方式,又可將其分為阻抗限流、飽和限流和分流限流。

阻抗限流通過在電流主回路中串入遠大于LED 負載等效阻抗的大阻抗,減小外界干擾對LED 負載電流的影響,從而達到限流的目的。限流效果主要取決于串聯(lián)阻抗的大小。該驅(qū)動方式結(jié)構(gòu)簡單,成本很低,但驅(qū)動性能不理想,特別是單純采用電阻限流方案時,電阻上的大功耗使整機效率很低,只在小功率 LED 場合有少量應(yīng)用。

有些元器件如 MOS 管、穩(wěn)流二極管等,當(dāng)滿足一定條件時即進入飽和狀態(tài),隨著輸出端電壓上升,電流幾乎不變,將其與 LED 串聯(lián),可以限制流過 LED 的電流,即飽和限流。上述驅(qū)動方式可以達到較好的驅(qū)動性能,但由于過分依賴于元器件特性,而實際中同類元器件間的差異較大,較難大規(guī)模推廣應(yīng)用。

分流限流是指當(dāng) LED 電流超過預(yù)先設(shè)定的限定值時,輔助電路將接通,將超過的電流分流,從而使流過 LED 的電流基本保持不變,達到限流的目的。其典型電路有如下兩種:如圖(a)的分流支路與 LED 并聯(lián),如圖(b)的分流支路與 LED 串聯(lián)。其他的分流限流電路都可以看成是上述兩種典型電路的演變電路。圖(a)中 R1 與 LED 負載串聯(lián),電流正常時,LED負載流過全部回路電流;當(dāng)電流超過設(shè)定的限定值時,R1 上的電壓上升,T 觸發(fā)導(dǎo)通,使過量的電流經(jīng) R2 和 T 分流,從而維持 LED 電流在設(shè)定范圍以內(nèi),圖中 T 可以是半導(dǎo)體三極管、IC、半導(dǎo)體可控硅中的一種或多種組合。圖 4(b)的整體電路與 LED 負載串聯(lián)實現(xiàn)限流,電流正常時,Q 2 截止,Q 1 工作在飽和狀態(tài),電流經(jīng) Q 1、R1 流向 LED;當(dāng)電流超過限定值時,R1 兩端電壓升高,使 Q 2 導(dǎo)通,Q 1 逐漸退出飽和,兩端電壓升高,從而調(diào)節(jié) LED負載電壓,并將多余的能量消耗在限流電路中,達到限流目的。

3.jpg

由于分流限流電路結(jié)構(gòu)簡單,成本低,可靠性高,在中小功率場合的應(yīng)用較廣泛,同時還可利用它來抑制和吸收電路中短暫的過飽和電流;但其串聯(lián)在負載回路中的元件損耗較大,電路效率較低。

恒流驅(qū)動

恒流驅(qū)動是指保持流過 LED 的電流恒定的驅(qū)動方式,當(dāng)外界干擾使得電流增大或減小時,LED 電流都可以在恒流電路的調(diào)節(jié)作用下回到預(yù)設(shè)值。由于 LED 具有非線性 I-V 特性,小電壓波動將引起電流的大波動,因此,采用恒流驅(qū)動 LED 可以達到較好的性能。

根據(jù)主功率器件的工作狀態(tài),可將恒流驅(qū)動分為線性恒流和開關(guān)恒流。

4.jpg

在線性恒流電路中,主功率器件與 LED 負載串聯(lián),且工作在線性放大區(qū),其典型電路圖如圖(a)所示。圖中主功率器件為 NMOS管 Q 1,工作在線性放大區(qū),由門極電壓調(diào)節(jié)漏源極間電壓,從而相應(yīng)調(diào)節(jié) LED 上的電壓電流。圖中 Q 1 漏極與 LED 負載相連,電阻 R1 串聯(lián)在主回路中,用于負載電流反饋,運算放大器 A的反相輸入端接電流反饋信號,正相輸入端與預(yù)先設(shè)定的參考電壓 V ref 相連,運算后得到相應(yīng)的 Q 1 門極控制信號,控制電阻 R1 上的電壓恒定,即保持了 LED 負載電流恒定。

另一種典型的線性恒流電路是鏡像恒流電路,如圖(b)所示,主功率管 Q 2 也工作在線性放大區(qū),該方式需先由恒流電路產(chǎn)生源電流,再通過鏡像電路傳遞到負載,使負載電流保持恒定。

線性恒流穩(wěn)流效果好,電路成本較低,且EMI 小,在中小功率場合應(yīng)用較廣泛,但由于串聯(lián)在電路主回路中的功率管工作在線性放大區(qū),輸出端電壓較高,功率管上的損耗較大,加上采樣電阻上的能耗,電路效率不高,因此在大功率場合應(yīng)用較少。

與線性恒流不同,開關(guān)恒流中主功率管不直接與 LED 串聯(lián),工作在高速開關(guān)狀態(tài),它主要利用目前較成熟的開關(guān)電源技術(shù),通過采集LED 回路的電流信號,反饋控制功率管的開關(guān)狀態(tài),使輸出電流保持恒定。由于目前 LED照明功率不高,在五百瓦以內(nèi),所以開關(guān)恒流DC/DC 環(huán) 節(jié) 采 用 的 電 路 拓 撲 主 要 有 Buck 、Boost、Flyback、Forward 和半橋(LLC)等電路。

開關(guān)恒流穩(wěn)流效果好,電路效率高,適用于大功率 LED 照明場合;但由于其電路結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,成本高,且 EMI 大,在中小功率場合應(yīng)用較少。

電子負載相關(guān)文章:電子負載原理

上一頁 1 2 下一頁

關(guān)鍵詞: LED 驅(qū)動技術(shù)

評論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉