LED电源设计.ppt

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1、LED电源设计ContentLED应用简介LED电源设计方法恒流供电设计原理分析分比式架构分析典型电路分析设计实例LED应用简介V•I芯片元件高效率LED的应用LED的技术走向–更高效Cree,APEC2007光源效率趋势实验室最佳量产最佳光度(流明/瓦)LED的优势相比于现有照明技术，例如灯泡，光管，高强度放电(HID)等等，LED有以下优势:省电细小高可靠性、耐用(50,000小时，一般灯泡只有约1,000小时)适合恶劣环境应用快速起动，可高速调节光暗颜色纯度高不含有害物质LED电源设计方法介绍V•I芯片元

2、件LED普及要解决的问题LED全面应用于所有照明方案，还需要解决以下问题:成本用RGB组成白光时，温度和老化而形成的色彩偏差电源驱动设计方案本课程内容LED的工作原理正向偏压使电流通过而发光LED的主要电气参数为VF及IF不同材料(颜色)构成的LED有不同VF值光度则与IF成正比，但各型号均有最大值其他参数为亮度、波长、发光角度、效率及功耗等LED本身为发光二极管，有P-N结的电气特性LED伏安特性LED伏安特性是非线性的，很小的电压变化就会引起很大的电流变化。可以看出，电源电压的10%的变化（3.4V-3.1

3、V），就会引起正向电流的3.5倍的变化（从350mA变到100mA）。电源电压在3.3V时正向电流为20mA的LED，如果用3节干电池供电，新的电池电压超过1.5V，3节就是4.5V，LED的电流就会超过100mA，很快就会烧坏。LED伏安特性的温度特性伏安特性--负温度系数温度系数通常是-2mV/℃。即随温度的升高，其伏安特性左移。大功率LED芯片，由于功率大，散热不容易，温升问题严重。假定采用3.3V恒压源常温下工作在20mA，而温度升高到85℃时，电流就会增加到35～37mA，但其亮度并不增加。电流增加只

4、会使它的温升更高，这样就会增加光衰，降低寿命。LED电源驱动方案（1）恒压供电:电源的输出电压需高于LED的总压降，并能提供足够的电流(功率)优点是简单，设计容易由于LED的IF对VF的变化极敏感，必须要以电阻设定工作电流但电阻将限制LED串列的数量，及做成不必要功耗LED电源驱动方案（2）恒流电源:最理想的驱动方式，恒定电流亦使光度稳定没有串联电阻引致的功耗成本相对较高，需建另外设计恒流控制电路电源的恒流输出电压需高于LED的总压降恒压源加电阻负载线，斜率=1/R恒流源负载线，斜率=1/R=０思考用恒压电源以

5、后能不能靠串联电阻来稳定电流？几个LED并联，能不能用恒压电源？多个LED并联后，采用恒压电源供电，能不能用不同的串联电阻来使电流平衡？N个LED串联后，假如用恒压电源供电，其温度效应（由温升而引起的电流增加）将会扩大N倍，这是因为所有LED串联以后相当于各个LED的伏安特性沿电压轴串联综上所述，给LED供电，要采用恒流电源供电，电流恒定以后，不管温度怎么变化，伏安特性如何左移，电流都不变！结温也就不会恶性循环了！恒流供电设计原理分析V•I芯片元件恒流供电LED电源设计应考虑的问题高可靠性高效率高功率因素浪涌保

6、护保护功能（在恒流输出增加温度负反馈）防护方面(物理部分）驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配EMI/EMC目前LED均采用恒流供电，因此在市电与LED之间需要加一个电源适配器即LED驱动电源。它的功能是把交流市电转换成合适LED的直流电。根据电网的用电规则和LED的驱动特性要求，在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下几点：LED电源驱动方案除传统DC-DC砖式及配置式电产品外，现有的趋势是利用新型集成电路芯片设计高效及高功率密度的LED电源方案。传统DC-DC「砖式」转换器架构Regulation=稳压稳定

7、这两点的输出电压Transformation=转换把电压从一形式转为另一形式(在这里，是把DC转变为AC)Isolation=电气隔离IsolationTransformationRegulationDC-DC方块图现在主流的电源设计架构RegulationLPRMVTMIsolation&TransformationNPNSK=NS/NPPRM=预稳压模块只负责稳压工作(Regulation)VTM=电压转换模块只负责转换及隔离(Isolation&Transformation)Regulation=稳定这两

8、点的输出电压Transformation=转换即把一电压转为另一电压(简单的说，可视为升压或降压，但实际上还把DC转变为AC及后又还原为DC)Isolation=电气隔离相应的LED电源设计方案把传统的DC-DC功能分为2个部分，从而对每一功能作出优化，达至以下的优点:分开功率转换级别:稳压及电压转变降低系统分布损耗减少DC-DC转换路径上重复的功能降低负载点功耗而增加系统效率并非折衷