基于CRD的工频市电LED驱动电路研究.pdf

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1、基于CRD的工频市电LED驱动电路研究刘杰，等基于CRD的工频市电LED驱动电路研究刘杰．刘桥(贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳，550025)摘要：阐述了LED的特性和驱动电路的设计要求，说明了恒流二极管(cRD)的特性和其应用于LED驱动电路的原理和优势。主要对基于CRD的工频市电LED驱动电路方案进行了研究。归纳了基于CRD的新型直流LED驱动电路和交流LED驱动方案，总结了目前各类驱动的优点和存在的不足。根据LED驱动的特点和发展趋势，对今后的研究方向做了展望。关键词：I正D；恒流二极管；直流驱动；交流驱动；中图分类号：TM923．34文献标识码：

2、ADOI编码：10．14016／j．cnki．100l一9227．2016．11．014Abstract：ThecharacteristicsofLEDanddesigningrequirementofit’sdrivecircuitareelaboratedinthispaper．AcorradingtothecharacteristicsofconstantcuITentdiode(CRD)andtheprincipeandadvantagesbeingusedinLEDdrivercircuit．，thispapermainlvstudiedtheind

3、ustrialfbquencvLEDdriverschemebasedonCRD．ThenewDCLEDdriverschemeandACLEDdriverschemearegen—eralizedandtheadvantagesanddisadvantagesofeachschemeareillustrated．Finalv．accomdingtolhecharacferisticsofLEI)driverandit’sdevelopmenttrend，futureresearchdirectionsareputforward．Keywords：LED；CR

4、D；DCdriver；ACdriverO引言LED是近年来国内外照明市场上的一颗新星，由于其具有高效节能环保，使用寿命长，色彩丰富，可调光，可嵌入式程控等优点，迅速进入了智能家居，公共及工业照明等领域，成为了21世纪光源市场的希望。LED是单向导电的负温度特性半导体器件，必须采用直流驱动，交流市电必须先进性Ac／DC转换，才能输入灯珠。目前市场上LED灯的驱动电源大部分采用的是高频开关电源，但开关电源电路复杂，寿命短，会产生严重的电磁干扰，大规模使用会对电网造成严重污染，并且难以突破大功率的瓶颈，电路比较复杂，生产和装配成本较高，使得LED灯具价格相比普通照明

5、灯具较高，LED照明普及缓慢。伴随着近年来恒流二极管(CRD)这种新型半导体器件的问世，不断有学者提出了基于CRD的新型LED驱动。1LED特性及其驱动电路要求LED是一种发光二极管，可将电能转化为光能，数学模型为：^VVLED=V。。，⋯。+RsILED+：!—；i；罟(T，一25。c)(1)式(1)中V。⋯为LED启动电压；R。为伏安特性曲线的^V斜率，I。。为正向电流，兰半为正向电压温度系数(大多数U1LED典型值为一2V／c)；T。为LED结温⋯。LED是负温度系数器件，其工作电流与外加电压关系为：ILED=Is(e”一1)(2)式(2)中I。反向饱和

6、电流；K为波尔兹曼常数；q为电子常量；T为热力学温度。1。。恒定直流条件下，LED的光输出表达式为：Fv(ti2)=Fv(t。1)e“””～”’(3)式中，F。(t．：)是结温为t，：时的光通量输出；F。(t．。)是结温为t。时的光通量输出；K为温度系数与发光材料有关。由式(1)和式(2)可知，当LED结温升高时，其导通电压下降，驱动电流变大，当驱动变流变大时，进一步加剧发热。收稿日期：2016一04一06作者简介：刘杰(1990一)，男，研究生，主要研究方向为软硬件协同。·14·由式(3)可知当结温升高时，高温使LED产生光衰，LED光输出减小，因此必须严格

7、控制结温升高才能保障LED的具有较高的发光效率，控制结温的关键在于保证LED驱动电流稳定恒流。因此，用电压源直接供电不符合LED驱动要求，必须采取一定的限流方法。虽然可以采用恒压驱动LED，但一般稳压电路难以达到较高稳压精度，稳流能力也相对有限，根据LED伏安特性，LED正向导通后，工作电流随电压变化以指数形式递增，导致LED结温迅速上升，产生光衰，严重影响LED寿命，甚至可能烧坏LED，所以采用恒流源驱动使LED在发光效率比较高的恒定电流下工作是较为理想的方案。2基于CRD的LED驱动电路2．1恒流二极管(cRD)特性恒流二极管是一种具有正向恒电流导通，反向

8、截止性质的硅材料基础电子器件。将其按照