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照明級白光LED的驅動與應用
來源:廣州煌牌自動設備有限公司    日期:2013-08-23    瀏覽量:
  為了保證照明級白光LED(發光二極管)不僅能得到良好的應用,而且能獲得較高的使用效率,首先是需要使其滿足一定的應用條件,其次是需要采用相適應的驅動電路來滿足LED工作的參數配合要求。
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  應用要求

  a.驅動電路是一種專為LED供電的特種電源,要具有簡單的電路結構、較小的占用體積,以及較高的轉換效率。

  b.驅動電路的輸出電參數(電流、電壓)要與被驅動的LED的技術參數相匹配,滿足LED的要求,并具有較高精度的恒流控制、合適的限壓功能。多路輸出時,每一路的輸出都要能夠單獨控制。

  c.具有線性度較好的調光功能,以滿足不同應用場合對LED發光亮度調節的要求。

  d.在異常狀態(LED開路、短路、驅動電路故障)時,電路能夠對電路本身、LED和使用者都有相應的保護作用。

  e.驅動電路工作時,對其它電路的正常工作干擾少,滿足相關的電磁兼容性要求。

  線性驅動應用

  線性驅動應用是一種最為簡單和最為直接的驅動應用方式。在照明級白光LED應用中,雖然存在著效率低、調節性差等問題,但是由于其電路簡單、體積小巧,能滿足一般要求,因此在一些特定的場合應用較多。

  a.穩壓電源Vdd+鎮流電阻R方式為穩壓電源+鎮流電阻的驅動方式,電路的優點是結構簡單、成本低。于與LED串聯的電阻上的附加損耗較大,并且線性穩壓電源Vdd自身的功耗也較大,因此兩者疊加在一起所得到總體的效率很低(<50%),并且LED電流的控制精度低、亮度不可調節,所以一般只應用于較小功率、短時間照明的場合,如LED手電筒、應急照明燈。

  b.穩流電源Vdd+鎮流電阻R+電子開關S方式:其優點不僅提高了LED(發光二極管)電流的控制精度,而且LED的亮度也可以通過改變電子開關S的通斷比來調節。然而,由于串聯電阻和線性穩流電源的附加損耗均較高,因此所得到的總體效率仍然很低,具體的應用范圍受到較大的限制。

  開關型驅動應用

  利用開關型驅動可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率,開關型驅動。

  應用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類。

  a.降壓式開關驅動方式:降壓式開關驅動是針對電源電壓高于LED的端電壓或者是多個LED采用并聯驅動情況下的應用。

  電路的主要原理是利用按照要求通斷的電子開關S所得到的斬波電流,來得到滿足LED工作時要求的電流lf值,通過電流的負反饋作用(由R0進行電流取樣)使得流經LED的電流If穩定在一定的范圍內,同時可以兼有一定的調光功能。圖中的電感L的作用是起到S開通時儲能和S關斷后的續流作用,以減少流過LED電流If的波動。

  b.升壓式開關驅動:升壓式開關驅動是針對電源電壓低于LED的端電壓或者是多個LED采用串聯驅動情況下的應用。

  電路的工作原理是利用按照要求通斷的電子開關S的通斷作用。在S開通時電源Vdd給電感L儲能,S關斷后L上的電壓極性反轉與電源電壓Vf相疊加來得到滿足LED工作時要求的電流值If和電壓值Vr,通過電流負反饋作用(由R0進行電流取樣),使得流過LED的電流If穩定在一定的范圍內,同時可以兼有一定范圍的調光功能。

  調光應用方式

  照明級白光LED不適合采用線性手過改變段來調節其發光的亮度,應該采用電流If的幅值不變(LED的工作電流),只改變If,單位時間內電流脈j中寬度的方式來調光,因為這樣不會改變其發光的光譜而造成白光的偏色。常用的調光應用主要采用以下幾種方式:

  a.脈寬調制方式:脈寬調制是一種常見的調節LED亮度的方式。通過改變加在LED上的矩形脈沖電流的寬度大,使LED上得到的平均電流在較大的范圍內改變,可以獲得較大范圍的調光效果。

  b.頻率調制方式:頻率調制是另一種調節LED亮度的方式。保持加在LED上的矩形脈沖電流(幅值不變)的寬度不變,通過改變單位時間加在LED上的矩形脈;中電流的個數多少,使LED上得到的平均電流在較大的范圍內發生變化,使得LED亮度具有較大范圍的調節。

  c.位角調制方式:位角調制是采用一串含有二進制序列脈沖,并且序列脈沖的每一位寬度都按照其位值的比例來延展。通過改變單位時間加在LED上的矩形脈;中電流占有位值所延展的寬度,使LED上得到的平均電流在較大的范圍內發生變化,以調節LED的亮度。

  總之,照明級白光LED(發光二極管)是一種可用于替代普通照明的大功率固體發光器件,雖然受制于目前的價格,在一定程度上制約了應用的速度,但是由于其具有的優良性能所使然,隨著研發技術的不斷進步,可以預言照明級白光LED一定具有良好的應用前景。

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