照明用led驱动技术方案的探

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1、照明用LED驱动技术方案的探1引言lod具有环保、节能、效率高、寿命长、安全可靠的优势，在如今“低碳”生活中，它可发挥了不小的作用，照明现在基木都普及了LED。为此，必须了解LED的使用条件、工作原理、驱动方法和典型应用,才能让LED照明的应用最大化。2LEDT作原理VfA/图1LED的VF与IF的关系LED的正向压降变化范围比较大（可达IV以上），而由上图中的VF-IF曲线可知，VF的微小变化会引起1F较大的变化，从而引起亮度的较大变化。所以，通常LED的发光特性都用电流的函数來描述，而不是电压的函数。但一般的整流电路的输出电压随着电网电压的波动也会变化，山此町知，采

2、用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的特性。因lit,LED驱动通常采用恒流源驱动。3LED驱动技术由LED的工作原理知道，要使LED保持最佳的亮度状态,需要恒流源來驱动。驱动的任务既要保持恒流特性，还要保持较低的功耗。为了满足以上要求，通常采用的控制电流的方法冇：通过调节限流电阻的人小实现控制电流；通过调节限流电阻上的基准电压来调节电流；PWM调制实现电流控制。LED的张动技术与开关电源中应川的技术十分类似，LED驱动电路是一•种电源转换电路，但输出的是恒定电流而非恒定电压。无论在任何情况下，都要输出恒定而平均的电流，纹波电流要控制在一定的范围内。（

3、1）限流法如图2所示，这是传统的电路。电网电压通过降压、整流、滤波后，通过电阻限流使LED稳定工作。这种电路的致命缺点是：电阻R上的功耗直接影响了系统的效率，再加上变压器损耗，系统效率约50%。当电源电压在±10%的范鬧内变动时，流过LED的电流变化将$25%,LED上的功率变化超过30%。电阻限流的优点是设讣简单、成木低、无电磁干扰：但是电流会随着VF的变化而改变亮度,效率很低，散热难。blueblue(2)稳压法图3是在图2的棊础上加了一个集成稳压元件MC7809,使输出端的电压基本稳定在9V,限流电阻R可用得很小，不会造成LED的电压不稳。但是，此电路效率还是低。

4、因为MC7809和R1上的压降仍占很大比例，其效率约为40%左右。这就称不上是节能照明产品。为了达到既能使LED稳定工作，又能保持高的效率，应采用低功耗的限流元件和电路來使系统效率提高。线形稳压法的优点是结构简单、外部元件少、效率中等、成本较低。图3稳压袪(3)PWM法PWM脉宽调制，即用脉宽调制的方法，改变LED驱动电流的脉冲占空比来控制光的亮度。是利用简单的数字脉冲，反复开关LED驱动器的调光技术。使用者•只需提供宽、窄不同的数字脉冲，即可实现改变输出电流，从而调节白光LED的亮度。此驱动电路的特点是，通过一个电感器将能量传递给负载，通常是用一个P叭控制信号，对MO

5、SFET品体管触发导通和关断來实现。通过改变PWM的占空比和电感器的充放电时间，对输入电压和输出电压的比率进行调节。这类电路常见的结构包括降压、升压、降压-升压等类型。优点是高效、稳定，但容易产生人耳听得见的噪声，成本高，设计复杂。图4的PWM信号，经过三极管VQ1的基极连接到P沟道MOS管的栅极上。P沟道MOS管的栅极驱动，采用简单的NP"三极管驱动放人电路，以改善UOS管的导通过程，减少驱动电源的功率。当驱动电路直接驱动MOS管时，会引起被報动MOS管的快速开通和关断，这就可能造成被驱动MOS管漏源极间电压的振荡。一则引起射频干扰，二则有可能造成MOS管遭受过高的电

6、圧而击穿损坏。为解决这一问题，需在被驱动MOS管的栅极与驱动电路的输出之间串联一只无感电阻。当PWM波输出高电平时，三极管VQ1导通，从而使MOS管的栅极电压低于源极电压,MOS管的源极和漏极导通,LED点亮。当PWM波输出低电平时，VQ1截止,LED熄灭。4典型照明LED驱动方案目前全球LED市场主要有日本的日亚化学(Nichia)、丰田合成(ToyodaGosei)、美国Cree公司、欧洲飞利浦(PhilipsLumileds)和欧司朗(Osram)5家掌控。照明LED驱动芯片制造商,国内利用较多的冇华润矽威科技和台湾点品科技的产品，国外利用较多的冇安森美和美国国家

7、半导体等芯片。(1)华润矽威的LED驱动芯片华润矽威科技最新推出的PT4207采用SOP8封装，是一款高压降压式LED驱动控制芯片，能适应从18V到450V的输入电压范围，可支持上百个LED的串并联驱动应用，占空比最高可达100%,以保证系统的高效能。内置输入电压补偿功能，极人改善了PT4207在不同输入电压下的LED电流稳定性。PT4207内置一个350mA开关，并配备外部MOS开关驱动端口。对于350mA以下的应用无需外部MOS开关，对于高于350mA的应用可采用外部MOS管扩展电流。LED电流可通过外部电阻设定。通过多功能调光DIM