大功率高亮度led的驱动设计汇总

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1、大功率高亮度LED的驱动设计汇总本文介绍了大功率和高亮度LED的多种驱动方法。建立一个基于LED的系统需要完成以下任工作：1、确定LED使用数量以及LED之间的连接方案；2、选择线形模式或开关模式来驱动LED;3、选择供电电源，即直流电压、交流电源或电池；4、光学分系统例如透镜、表层滤镜等。LED的数量取决于对亮度的要求与LED的驱动电流。关于光学系统的介绍并不涵盖在本篇文章内。　　LED的连接方案　　当LED的数量大于一时，就必须要确定一种LED连接方案。在选择连接方案时并无硬性规则。有时只是偏爱问题。有时LED的连接方案可依据驱动器的选择来决定。有时可用供电电源和所需

2、效能也会影响连接方案的选择。　　LED的连接一般分为三种主要结构，即串联、并联（共阳极、共阴极、共阳极与共阴极），以及串、并混联（2个LED串联、N个LED串联）　　1、串联　　图1所示为LED的串联电路。串联电路中LED电流处处相等。串联的优点是，如果其中之一的LED开路，所有的LED都不会发光。串联两端的总VF变大，但对电流的需求变小。LED驱动电路输出的LED电压必须大于串联中总的VF电压。通常，额定LED输出电压越接近串联中总的VF电压，LED的效能越大。  　　2、共阳极并联或共阴极并联　　当需要独立调整每一个LED的电流时，会使用共阳极或共阴极并联。并联的优点

3、是，当一个LED开路时，不会对其他LED造成影响。并联的缺点是，电路需要较高的额定电流。　　3、共阳极并联与共阴极并联　　LED导通电压之间的差异会导致电流参差。通过使用最小数量具有匹配特性（电特性、热特性和使用寿命）的LED可以避免出现这一情况，把若干具有匹配特性的LED放在一起就相当于一个具有较高额定电流的较大LED.由于具有不同的老化特性和热特性，这些相匹配的LED可能会逐渐分化。  　　4、串并混联　　图3是串并联混合的例子。这种连接方案通常是总VF需求与总电流需求的折衷方案，因此它更适合于有效LED驱动。  　　LED驱动电路　　连接方案会影响所需驱动通道的数目

4、。大多数LED驱动器一般只有一个通道。然而，部分多通道LED驱动器也是可用的。在共阳极或共阴极的结构中，每个通道可控制单个串联支路上的LED或者并联LED中的单个支路。驱动串联LED需满足以下条件：　　1.输出LED驱动电压必须大于串联LED总的VF电压；　　2.LED驱动恒定电流输出必须大于等于LED要求的电流。如果电流较大，可使用PWM减小或改变电路电流，例如传感电阻器。通常LED驱动器被分为线性LED驱动器和开关模式LED驱动器。　　线性LED驱动器效率较低并且通常占用较大空间。开关模式LED驱动器效率更高并且更小巧。但是，它们都具有电噪声与辐射性噪声问题并且设计复

5、杂。　　当输入供电电压低于LED总的VF时，就必须使用开关模式LED驱动器。究竟选择线性LED驱动器还是开关模式LED驱动器，可根据它们的有效供电电压和工作效率直接判定。　　将稳压器变为LED驱动器　　一个标准的稳压器拥有下列插脚，VIN、GND、VOUT和FB.FB引脚通过检测一个输入电压来控制稳压器输出电压。对于恒定电流LED驱动器，必须要有电流检测。通过在LED的电流通路中安插一个电阻，将LED电流转变为FB引脚上的一个可测电压。通常将电阻器安插到LED阴极一侧来测定低端电压，否则只能将电阻器安插到LED阳极一侧来测定高端电压。此时需要一个带有高共模抑制比的差动放大

6、器来测定电阻器两端的电压。  　　低压侧电阻值为VFB/ILED,而高压侧的电阻值为VFB/（ILED×AV）。　　其中，VFB是FB引脚的校准反馈电压；ILED是LED需要的电流；AV是差动放大器的增益。　　对于线性LED驱动器而言，被驱动的LED数目为：　　对于开关式LED驱动器而言，被驱动的LED数目为：　　其中，VIN是输入供电电压；VDO是输入和输出的电压差异；VR是电阻器两端的检测电压；VOR是串联的所有LED的额定输出电压；VF是标准的单个LED导通电压。　　线性LED驱动器的例子　　1、单电阻限流　　用一个电阻来限制LED的直流供电电流。单电阻限流的优点是

7、结构简单，但由于LED的导通电压会产生漂移，所以LED电流并不稳定。  　　该电阻为：　　其中，VF是几个LED串的电压；IF为LED的电流；VIN为输入电压。　　2、LM317或LM317HV　　如图6所示，将LM317HV稳压器用作LED驱动器。   　　LM317HV将ADJ与OUT之间的电压稳定在1.23V,此时，LED的电流为ILED=1.23/R.　　相对单电阻驱动器此电路的优点是虽然LED的导通电压会产生漂移LED电流仍将保持恒定。　　3、LM2941　　另一个驱动器LM2941类似于LM317.LM2941稳压