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LED驱动电路是什么,它是怎么组成的?详解LED驱动电路原理及常见电路图

来源:华强商城 发布时间:2022-06-09

摘要: LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为恒流电源,并同时完成与LED的电压和电流的匹配。LED驱动电路的另一个任务是使LED的负载电流能够在各种因素的影响下都能控制在预先设计的水平上。LED驱动电路的作用是把输入的电源电压进行变换,输出电压合适电流恒定的直流,供LED使用。

LED驱动电路是什么?


LED是通过将电压加在LED的PN结两端,使PN结本身形成一个能级(实际上,是一系列的能级),然后电子在这个能级上跃变并产生光子来发光的。所以,LED需要加在PN结两端的电压来驱使其发光,即LED驱动。LED驱动电路分恒流和恒压。

LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为恒流电源,并同时完成与LED的电压和电流的匹配。

LED驱动电路的另一个任务是使LED的负载电流能够在各种因素的影响下都能控制在预先设计的水平上。

LED驱动电路的作用是把输入的电源电压进行变换,输出电压合适电流恒定的直流,供LED使用。

 

LED驱动电路的电路组成


在需要使用比较多的led产品时,如果将所有的LED串联,将需要LED驱动器输出较高的电压:如果将所有的LED并联,则需要LED驱动器输出较大的电流。将所有的LED串联或并联,不但限制着LED的严使用量,而且并联LED负载电流较大,驱动器的成本也会增加,解决办法是采用混联方式。串、并联的LED数量平均分配,这样,分配在一个LED串联支路上的电压相同,同一个串联支路中每个LED上的电流也基本相同,亮度一致,同时通过每个串联支路的电流也相近。

LED驱动电路的电路组成


照明LED为什么需要驱动电路?

 

一般单颗LED的导通电压红黄光在2.4V左右,蓝绿光在3.6V左右;
但做成照明LED成品,它可能用在直流12V,或者交流100V~240V的电源上,自然需要提供一个恒流或者恒压的电源作为驱动,一个良好的电源驱动可以提高照明LED产品的寿命(即光衰)。
现在LED照明产品中,用恒流电源的比较多。
一般驱动电路包含一个桥式电路,变压线圈,大电容等等关键器件或电路,各个厂家的设计不一,在目的和原理都差不多。


LED驱动电路原理

 

正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线,由曲线可知,当正向电压超过某个阈值(约2V),即通常所说的导通电压之后,可近似认为,IF与VF成正比。见表是当前主要超高亮LED的电气特性。由表可知,当前超高亮LED的Z高IF可达1A,而VF通常为2~4V。

由于LED的光特性通常都描述为电流的函数,而不是电压的函数,光通量(φV)与IF的关系曲线,因此,采用恒流源led驱动电路可以更好地控制亮度。此外,LED的正向压降变化范围比较大(Z大可达1V以上),而由上图中的VF-IF曲线可知,VF的微小变化会引起较大的,IF变化,从而引起亮度的较大变化。

LED的温度与光通量(φV)关系曲线,由下图可知光通量与温度成反比,85℃时的光通量是25℃时的一半,而一40℃时光输出是25℃时的1.8倍。温度的变化对LED的波长也有一定的影响,因此,良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。

所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此,超高亮LED通常采用恒流源驱动。


常用LED驱动电路原理图解析


LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为恒流电源,同时按照LED器件的要求完成与LED的电压和电流的匹配。按常用LED驱动电路的不同,LED驱动电源通常可以分为三大类,一是开关恒流源,二是线性IC电源,三是阻容降压电源。

 

LED驱动电路之开关恒流电路 

采用变压器将高压变为低压,并进行整流滤波,以便输出稳定的低压直流电。开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源,隔离是指输出高低电压隔离,安全性非常高,所以对外壳绝缘性要求不高。非隔离安全性稍差,但成本也相对低,传统节能灯就是采用非隔离电源,采用绝缘塑料外壳防护。开关电源的安全性相对较高(一般是输出低压),性能稳定,缺点是电路复杂、价格较高。开关电源技术成熟,性能稳定,是目前LED照明的主流电源。

开关恒流隔离电源原理图

开关恒流非隔离电源原理图

 


 

LED驱动电路之阻容降压电源驱动电路

采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流,电路简单,成本低,但性能差,稳定性差,在电网电压波动时及容易烧坏LED,同时输出高压非隔离,要求绝缘防护外壳。功率因数低,寿命短,一般只适于经济型小功率产品(5W以内)。功率高的产品,输出电流大,电容不能提供大电流,否则容易烧坏,另外国家对高功率灯具的功率因数有要求,即7W以上的功率因数要求大于0.7,但是阻容降压电源远远达不到(一般在0.2-0.3之间),所以高功率产品不宜采用阻容降压电源。市场上,要求不高的低端型的产品,几乎全部是采用阻容降压电源,另外,一些高功率的便宜的低端产品,也是采用阻容降压电源。 

LED驱动电路之阻容降压电源驱动电路

 

LED驱动电路之线性IC电源

采用一个IC或多个IC来分配电压,电子元器件种类少,功率因数、电源效率非常高,不需要电解电容,寿命长,成本低。缺点是输出高压非隔离,有频闪,要求外壳做好防触电隔离保护。市面上宣称无(去)电解电容,超长寿命的,均是采用线性IC电源。IC驱电源具有高可靠性,GX率低成本优势,是未来理想的LED驱动电源。

 

LED驱动电路之线性IC电源


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