照明用LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)方案的探討

　　⑴　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%的范圍內(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)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低、無電磁干擾；但是電流會(huì)隨著VF的變化而改變亮度，效率很低，散熱難。

圖2 限流法

　　⑵　穩(wěn)壓法

　　圖3是在圖2的基礎(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。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)壓法

　　⑶　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)PWM控制信號(hào)，對(duì)MOSFET晶體管觸發(fā)導(dǎo)通和關(guān)斷來實(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 PWM法

　　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NPN三極管驅(qū)動(dòng)放大電路，以改 善MOS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)引起被驅(qū)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管遭受過高的電壓而擊穿損壞。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。