LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)歸納

脈沖驅(qū)動(dòng)

由于塑造電壓波形比電流波形更容易，所以脈沖驅(qū)動(dòng)一般是電壓型脈沖驅(qū)動(dòng)，即 LED 負(fù)載兩端的電壓是脈沖式的，在一個(gè)周期脈沖內(nèi)，LED 點(diǎn)亮一段時(shí)間，熄滅一段時(shí)間，但由于人眼存在“視覺(jué)暫留”效應(yīng)，當(dāng)脈沖頻率足夠大，如 100Hz 時(shí)，人眼會(huì)感覺(jué) LED 一直處于“亮”狀態(tài)，所以 LED 依然可以“連續(xù)”發(fā)光。

脈沖驅(qū)動(dòng)的最基本驅(qū)動(dòng)波形為方波，但為了提高 LED 的瞬態(tài)響應(yīng)性能，可采用如圖(a)的上下沿尖峰脈沖，如圖(b)的為提高脈沖驅(qū)動(dòng)發(fā)光效率的雙電平波形和如圖(c)的綜合上述兩個(gè)優(yōu)勢(shì)的多電平波形。

與其他直流驅(qū)動(dòng)方式相比，脈沖驅(qū)動(dòng)在調(diào)光性能方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，它可以在保持 LED電壓脈沖幅值基本不變情況下，通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖占空比實(shí)現(xiàn)光輸出調(diào)節(jié)，調(diào)光性能靈活，同時(shí) LED 峰值波長(zhǎng)基本不漂移，顏色穩(wěn)定性好;而其他直流驅(qū)動(dòng)方式在調(diào)光時(shí)都需改變 LED 電流和電壓幅值，會(huì)使 LED 峰值波長(zhǎng)漂移，色溫改變，嚴(yán)重時(shí)白光會(huì)變成發(fā)黃或發(fā)灰的白光。

但在發(fā)光效率方面，脈沖驅(qū)動(dòng)的流明效率較恒流或小波動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)時(shí)更低，在驅(qū)動(dòng)電流平均值相等的條件下，高占空比時(shí)發(fā)光效率與恒流相差不大，但隨著占空比減小，發(fā)光效率下降較大，在脈沖關(guān)斷時(shí)間內(nèi)給讓 LED 承受一定的反向偏置電壓，可以提高發(fā)光效率和LED 的耐用性。

由于發(fā)光效率較低，驅(qū)動(dòng)性能不如恒流驅(qū)動(dòng)，所以目前 LED 脈沖驅(qū)動(dòng)的實(shí)際應(yīng)用較少。

1.2 交流型驅(qū)動(dòng)

交流 LED 可以簡(jiǎn)單等效為將兩個(gè)或兩個(gè)以上 LED 按一定的規(guī)律反向并聯(lián)的電路，如下圖所示。

在此，將LED 驅(qū)動(dòng)分為直流驅(qū)動(dòng)和交流驅(qū)動(dòng)兩種形式，并分析直流驅(qū)動(dòng)中的恒壓型、限流型、恒流型和脈沖型驅(qū)動(dòng)方式及其優(yōu)缺點(diǎn)，為選擇合適的LED驅(qū)動(dòng)方式提供參考。

交流 LED 可以簡(jiǎn)單等效為將兩個(gè)或兩個(gè)以上 LED 按一定的規(guī)律反向并聯(lián)的電路，如圖所示。

交流型驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，若 LED 的額定參數(shù)與電源參數(shù)匹配，可直接串接在交流電源上工作，如市電;為了減小負(fù)載電流隨正弦輸入電壓而造成的巨大波動(dòng)，可在回路中再加上一個(gè)電阻、電容或兩者組合起來(lái)的大阻抗限流元件;在調(diào)光應(yīng)用場(chǎng)合，可以通過(guò)控制工作的 LED 數(shù)量或外加交流 LED 導(dǎo)通調(diào)節(jié)控制實(shí)現(xiàn)調(diào)光。

與傳統(tǒng)的 LED 直流驅(qū)動(dòng)相比，在市電供電的應(yīng)用場(chǎng)合，交流驅(qū)動(dòng)有較大優(yōu)勢(shì)。它可以不需要整流、變壓、變流等能量變換環(huán)節(jié)，降低了電能損耗，因此具有使用方便、成本低和效率高等優(yōu)勢(shì)。

但是上述交流驅(qū)動(dòng)只是簡(jiǎn)單地利用交流市電驅(qū)動(dòng)，還有許多問(wèn)題有待解決。要使 LED 導(dǎo)通，需要一定的電壓，即門檻電壓，當(dāng)多個(gè) LED串聯(lián)時(shí)，該門檻電壓比較高，而電壓按正弦變化。因此，如圖所示，在一個(gè)周期內(nèi)，LED在一定的時(shí)間內(nèi)都不導(dǎo)通，使 LED 的利用率降。還有一種應(yīng)用兩相電壓驅(qū)動(dòng)的方法，通過(guò)控制兩相電壓的電位差控制 LED 的點(diǎn)亮?xí)r程。但 LED 兩端電壓按正弦波變化，致使 LED 電流波動(dòng)較大，而 LED 的光輸出波長(zhǎng)與電流密切相關(guān)，LED 轉(zhuǎn)換為白光的效率降低了，浪費(fèi)了大量的光能。

1.3 總結(jié)對(duì)比

由此可見(jiàn)，上述各種驅(qū)動(dòng)方式各有優(yōu)點(diǎn)，有待進(jìn)一步發(fā)展和完善，如開(kāi)發(fā)損耗更小的限流方式;尋找更優(yōu)的恒流驅(qū)動(dòng)控制策略;研究脈沖驅(qū)動(dòng)中脈沖各參數(shù)對(duì) LED 性能的影響;解決交流驅(qū)動(dòng)中電流波動(dòng)大的問(wèn)題。而另外一個(gè)發(fā)展方向是將兩種或多種驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合在一起，開(kāi)發(fā)出性能更好的 LED 驅(qū)動(dòng)方式。

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