LED驱动电路心得.pdf

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1、创维集团用户服务部技术质量科罗登峰LED驱动电路心得文章标的：2010年1月中旬，用户服务部进行广东区域LED新品集训，本文是结业后了解相关资料之后的笔记心得。内容摘要：论文提出了几种有代表性的实用LED驱动电路方案，并对每一种驱动电路的工作原理，优缺点及适用范围进行了较详尽的论述。对使用LED屏合理选用驱动电路有一定的指导作用。本文除了参考书提供的资料之外，特别得到了创维集团研究院设计师贺朝阳先生的大力支持。论文并附电压系数计算表、LED恒流驱动器型谱图、恒流驱动器性能对比表、恒流驱动器接线图等

2、图表4张。一、概述LED是一种节能、环保、小尺寸、快速、多色彩、长寿命的新型光源。近年来国内许多厂家都在积极研发LED屏。但是一个不容忽视的事实是与LED屏配套的驱动器却没有及时跟上来，驱动电路性能不佳，故障率高，成了LED推广应用的瓶颈，其中还有许多技术问题需要研究解决。接触过LED的人都知道：由于LED正向伏安特性非常陡（正向动态电阻非常小），要给LED供电就比较困难。不能像普通白炽灯一样，直接用电压源供电，否则电压波动稍增，电流就会增大到将LED烧毁的程度。为了稳住LED的工作电流，保证LE

3、D能正常可靠地工作，各种各样的LED驱动电路就应运而生。最简单的是串联一只镇流电阻，而复杂的是用许多电子元件构成的“恒流驱动器”。近两年来，为解决研发LED屏的需要，广开思路对各种可能有使用价值的LED驱动电路，从简单到复杂，从小功率到大功率，从直流到交流，全面深入地进行了反复论证研究，从中提炼出了几种有代表性的驱动电路方案，效果如何需要进一步实验论证。下面逐一介绍，与同行作一次交流。二、镇流电阻方案此方案的原理电路图见图1。这是一种极其简单，自LED面世以来至今还一直在用的经典电路。LED工作电

4、流I按下式计算：1创维集团用户服务部技术质量科罗登峰U−ULI=（1）RI与镇流电阻R成反比；当电源电压U上升时，R能限制I的过量增长，使I不超出LED的允许范围。此电路的优点是简单，成本低；缺点是电流稳定度不高；电阻发热消耗功率，导致用电效率低，仅适用于小功率LED范围。U−UL一般资料提供的镇流电阻R的计算公式是：R=(2)I按此公式计算出的R值仅满足了一个条件：工作电流I。而对驱动电路另两个重要的性能指标：电流稳定度和用电效率，则全然没有顾及。因此用它设计出的电路，性能没有保证。笔者摸索出一

5、种新的设计计算方法，取名叫“电压系数法”。它是从电流稳定度和用电效率的要求出发，再计算出镇流电阻R和电源电压U的值。这样设∆I计出来的电路，就能满足三个条件：电流稳定度；用电效率η和工作电流I。I电压系数法的内容如下：（公式中用到的符号见图1）U首先建立电压系数定义：K=（3）（电源电压与LED工作UL电压之比）;根据原始公式（1），经数学推导（过程省略）可得下列计算公式：∆I⎛K⎞∆U电流稳定度=⎜⎟(％)（4）（假定∆U≈0）；LI⎝K−1⎠U100用电效率η=(％)（5）;KUL镇流电阻R=

6、(K−1)(Ω)（6）；I电源电压U=KU（V）（7）L为简化计算，电流稳定度与用电效率两项的计算结果，已做成电压系数（K）∆I计算表（见附表1）。据选定的K值，可快速查出对应的和η值。从表中数据I看出：随着K值的增加，电流稳定度增加，但用电效率则下降。因此设计选取K值时，应兼顾这两者的不同要求，取一个折中值。2创维集团用户服务部技术质量科罗登峰电压系数法设计举例：∆U已知：LED参数U=9VI=20mA；开关稳压电源供电，较小，按＜LU5％考虑。∆I取K=1.3（查电压系数计算表：=21.7％η

7、=76.9％）I9按（6）式：镇流电阻R=(1.31−)=135Ω;取150Ω0.02按（7）式：电源电压U=11.7V取12V电压系数法的核心是正确选择K值，笔者建议：用稳压电源供电，K值取1.3～1.4;而电源电压波动较大的条件下，K值取1.5～1.6。在实际应用中，单只小功率LED仅能做信号灯。要想做成LED屏，有时要用到几十甚至数百只超高亮度小功率LED，才能达到使用的要求。为便于供电（高电压、小电流）或最好直接由市电～220V供电，通常将许多LED串联后，再串一只镇流电阻组成一条支路，最

8、后将若干条支路并联起来构成整个LED屏电路（见图2右），这种接法简称为“串并”接法。此接法有一个明显的缺点是支路中的任一只LED断路时，该支路所有LED都不亮，故障影响面大。3创维集团用户服务部技术质量科罗登峰一种经改进的“串并串”接法对这问题解决得较好（见图2左）。所谓“串并串”是先用少量LED串联再串镇流电阻组成一条支路，再将若干条支路并联组成“支路组”，最后将若干“支路组”再串联构成整个灯具电路。此种接法不仅缩小了断一只LED的故障影响面，而且将镇流电阻化整为零，将几只大功率