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LED驱动电源

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-08-05   作者:LED照明网   浏览次数:0
核心提示:在LED照明领域,要体现节能和长寿命的特点,选择LED驱动器(英文:LED Drivers, LED Power Supply)至关重要,没有好的区动器匹配,LED照明的优势就无法体现。LED需要加在PN结两端的电压来驱使其发光。由于LED是特性敏感的半导体器件,具有负温度特性,因而在应用过程中需要对其采取稳定工作状态和保护措施,由此产生了驱动
  在LED照明领域,要体现节能和长寿命的特点,选择LED驱动器(英文:LED Drivers, LED Power Supply)至关重要,没有好的区动器匹配,LED照明的优势就无法体现。LED需要加在PN结两端的电压来驱使其发光。由于LED是特性敏感的半导体器件,具有负温度特性,因而在应用过程中需要对其采取稳定工作状态和保护措施,由此产生了“驱动”的概念,它实际上就是LED的电源,因此也将其称为“LED驱动电源”。LED驱动器实际上就是LED的驱动电源,即将交流电转换为恒流或恒压直流电的电路装置。LED 驱动器的主要功能是将交流电压转换为恒流直流电源,并同时完成与LED的电压和电流的匹配;其另一个功能是使LED的负载电流能够在各种因素的影响下均控制在预先设计的水平。通常情况下,LED驱动电源的输人包括市电、低压直流、高压直流、低压高频交流等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。
按电路结构方式,LED电源驱动器可分为电阻电容降压方式、电阻降压方式、常规变压器降压方式、电子变压器降压方式、RCC 降压方式和PWM控制方式。阻容降压电源利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。通过电容进行降压,泄放电阻保证在规定的时间内泄放掉电容上的电荷。在闪动使用时,由于充放电的作用,通过LED的瞬间电流极大,容易损坏芯片;易受电网电压波动的影响,电源效率低,可靠性低。阻容降压是一种非隔离电源,在应用上要特别注意隔离,防止触电。电阻降压驱动通过电阻降压,受电网电压变化的干扰较大,不容易做成稳压电源,降压电阻要消耗很大部分的能量。所以这种供电方式电源效率很低,而且系统的可靠性也较低,电阻降压在降压电阻上的功耗可能大于负载上的功耗。电子变压器降压驱动将交流电变为直流电,然后通过电子元器件组成一个振荡器将直流电变为高频交流电,再通过开关变压器输出所需要的电压,最后通过二次整 流提供能源。这种降压方式电源效率较低,电压范围也不宽,一般为AC 180-240V,纹波干扰大。常规变压器降压方式电源效率也很低,一般只有45%-60%,所以一般很少用,可靠性不高。RCC开关电源 稳压范围比较宽,电源效率比较高,一般可以做70% -80%,应用也较广。其振荡频率不连续,开关频率不容易控制,负载电压纹波系数也比较大,异常负载适应性差。PWM开关稳压的基本工作原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下,控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈,调节主电路开关器件导通的脉冲宽度,使开关电源的输出电压或电流稳定(即相应稳压电源或恒流电源)。PWM开关电源频率一般为恒定,控制取样信号有输出电压、输入电压、输出电流、输出电感电压、开关器件峰值电流。 PWM控制方式开关电源主要由四部分组成,即输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM 稳压控制部分、开关能量转换部分。PWM控制方式开关电源效率极高,一般可以做到80%-90%,输出电压、电流稳定。
LED电源按驱动方式分类可分为稳压式(恒压式)和恒流式。稳压式电源中当稳压(恒压)电路中的各项参数确定以后,输出的电压是固定的,而输出的电流却随着负载的增减而变化。以稳压(恒压)驱动电路驱动LED,每串需要加上合适的电阻方可使每串 LED显示亮度平均。稳压电路不怕负载开路,但严禁负载完全短路,亮度会受整流而来的电压变化的影响。恒流式驱动器可分为直流输入一直流输出(DC-DC)和交流输入一直流输出(AC-DC)两种方式。恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围內变化。负载阻值小,输出电压就低;负载阻值大,输出电压就高。恒流电路不怕负载短路,但严禁负载完全开路。恒流电源产品提供的是一个脉冲的恒电流电源,其电流脉冲的频率和占空比可以调整。由于采用脉冲供电,LED处于间歇工作的状况,所以LED 灯体温升比较慢,延长了大功率LED的使用寿命。恒流电源驱动器是高频工作,充分利用了LED内荧光粉的余晖效应,不但不会有光的闪烁现象,还进一步提高了LED的发光效率。
恒流驱动LED电源的基本方案主要分为电阻限流、线性恒 流源和开关恒流源3种。开关恒流源电路是利用电流负反馈原理,采用PWM信号控制 晶体管导通和关断的时间比例,维持电流稳定输出的一种电源。开关电源是目前能量变换效率最高的,稳压范围宽、稳压效果好:可组成多种电路拓扑,满足LED 驱动需要;可实现小型化和轻量化。因此,LED驱动电源多采用开关恒流源电路。电阻限流方案是将电阻与LED 串联,通过调节电阻值来控制 LED的正向电流,是最简单的LED驱动电路。线性恒流源电路是利用电流负反馈原理,采用工作在线性区的功率三极管或MOSFET作为一个动态可调电阻来控制负载的电路。线性恒流驱动电路具有电路简单、元件少、成本低、恒流精度高等优点,但工作时功耗高、发热大,特别是压差过大时,不仅要求较大尺寸的散热器,而且降低了用电效率。它仅能工作在降压状态,不能工作在升压状态,即 电源电压必须高于LED工作电压。
 
 
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