led驅動電源功率不夠怎樣提升（led驅動電源工作原理）

關于led驅動電源功率不夠怎樣提升，led驅動電源工作原理這個問題很多朋友還不知道，今天小六來為大家解答以上的問題，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、LED驅動電源原理介紹　　下圖為正向壓降(VF)和正向電流的(IF)關系曲線，由曲線可知，當正向電壓超過某個閾值(約2V)，即通常所說的導通電壓之后，可近似認為，IF與VF成正比。

2、見表是當前主要超高亮LED的電氣特性。

3、由表可知，當前超高亮LED的最高IF可達1A，而VF通常為2～4V。

4、　　由于LED光特性通常都描述為電流的函數(shù)，而不是電壓的函數(shù)，光通量(φV)與IF的關系曲線，因此，采用恒流源驅動可以更好地控制亮度。

5、此外，LED的正向壓降變化范圍比較大(最大可達1V以上)，而由上圖中的VF-IF曲線可知，VF的微小變化會引起較大的，IF變化，從而引起亮度的較大變化。

6、所以,采用恒壓源驅動不能保證LED亮度的一致性，并且影響LED的可靠性、壽命和光衰。

7、因此，超高亮LED通常采用恒流源驅動。

8、　　下圖是 LED的溫度與光通量(φV)關系曲線，由下圖可知光通量與溫度成反比，85℃時的光通量是25℃時的一半，而一40℃時光輸出是25℃時的1.8倍。

9、溫度的變化對LED的波長也有一定的影響，因此，良好的散熱是LED保持恒定亮度的保證。

10、 下圖是LED的溫度與光通量關系曲線。

11、　　一般LED驅動電路介紹　　由于受到LED功率水平的限制，通常需同時驅動多個LED以滿足亮度需求，因此，需要專門的驅動電路來點亮LED。

12、下面簡要介紹LED概念型驅動電路。

13、　　阻限流電路　　如下圖所示，電阻限流驅動電路是最簡單的驅動電路，限流電阻按下式計算。

14、式中：Vin為電路的輸入電壓： VF為IED的正向電流; VF為LED在正向電流為，IF時的壓降; VD為防反二極管的壓降(可選); y為每串LED的數(shù)目; x為并聯(lián)LED的串數(shù)。

15、由上圖可得LED的線性化數(shù)學模型為　式中：Vo為單個LED的開通壓降; Rs為單個LED的線性化等效串聯(lián)電阻。

16、則上式限流電阻的計算可寫為　當電阻選定后，電阻限流電路的IF與VF的關系為　　由上式可知電阻限流電路簡單，但是，在輸入電壓波動時，通過LED的電流也會跟隨變化，因此調節(jié)性能差。

17、另外，由于電阻R的接人損失的功率為xRIF，因此效率低。

18、線性調節(jié)器介紹　　線性調節(jié)器的核心是利用工作于線性區(qū)的功率三極管或MOSFFET作為一動態(tài)可調電阻來控制負載。

19、線性調節(jié)器有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種。

20、　　下圖a所示為并聯(lián)型線性調節(jié)器又稱為分流調節(jié)器(圖中僅畫出了一個LED，實際上負載可以是多個LED串聯(lián)，下同)，它與LED并聯(lián)，當輸入電壓增大或者LED減少時，通過分流調節(jié)器的電流將會增大，這將會增大限流電阻上的壓降，以使通過LED的電流保持恒定。

21、　　由于分流調節(jié)器需要串聯(lián)一個電阻，所以效率不高，并且在輸入電壓變化范圍比較寬的情況下很難做到恒定的調節(jié)。

22、　　下圖b所示為串聯(lián)型調節(jié)器，當輸入電壓增大時，調節(jié)動態(tài)電阻增大，以保持LED上的電壓(電流)恒定。

23、 　　由于功率三極管或MOSFET管都有一個飽和導通電壓，因此，輸入的最小電壓必須大于該飽和電壓與負載電壓之和，電路才能正確地工作。

24、開關調節(jié)器介紹　　上述驅動技術不但受輸入電壓范圍的限制，而且效率低。

25、在用于低功率的普通LED驅動時，由于電流只有幾個mA，因此損耗不明顯，當用作電流有幾百mA甚至更高的高亮LED的驅動時，功率電路的損耗就成了比較嚴重的問題。

26、開關電源是目前能量變換中效率最高的，可以達到90%以上。

27、Buek、Boost和 Buck-Boost等功率變換器都可以用于LED的驅動，只是為了滿足LED驅動，采用檢測輸出電流而不是檢測輸出電壓進行反饋控制。

28、　　下圖(a)為采用Buck變換器的LED驅動電路，與傳統(tǒng)的Buek變換器不同，開關管S移到電感L的后面，使得S源極接地，從而方便了S的驅動，LED 與L串聯(lián)，而續(xù)流二極管D與該串聯(lián)電路反并聯(lián)，該驅動電路不但簡單而且不需要輸出濾波電容，降低了成本。

29、但是，Buck變換器是降壓變換器，不適用于輸入電壓低或者多個LED串聯(lián)的場合。

30、上圖(b)為采用Boost變換器的LED驅動電源，通過電感儲能將輸出電壓泵至比輸入電壓更高的期望值，實現(xiàn)在低輸入電壓下對LED的驅動。

31、優(yōu)點是這樣的驅動IC輸出可以并聯(lián)使用，有效的提高單顆LED功率。

32、　　上圖(c)為采用Buck—Boost變換器的LED驅動電路。

33、與Buek電路相似，該電路S的源極可以直接接地，從而方便了S的驅動。

34、Boost和 Buck-Boosl變換器雖然比Buck變換器多一個電容，但是，它們都可以提升輸出電壓的絕對值，因此，在輸入電壓低，并且需要驅動多個LED時應用較多。

35、PWM調光知識介紹　　在手機及其他消費類電子產品中，白光LED越來越多地被使用作為顯示屏的背光源。

36、近來，許多產品設計者希望白光LED的光亮度在不同的應用場合能夠作相應的變化。

37、這就意味著，白光LED的驅動器應能夠支持LED光亮度的調節(jié)功能。

38、目前調光技術主要有三種：PWM調光、模擬調光、以及數(shù)字調光。

39、市場上很多驅動器都能夠支持其中的一種或多種調光技術。

40、本文將介紹這三種調光技術的各自特點，產品設計者可以根據具體的要求選擇相應的技術。

41、　　PWM Dimming (脈寬調制) 調光方式——這是一種利用簡單的數(shù)字脈沖，反復開關白光LED驅動器的調光技術。

42、應用者的系統(tǒng)只需要提供寬、窄不同的數(shù)字式脈沖，即可簡單地實現(xiàn)改變輸出電流，從而調節(jié)白光LED的亮度。

43、PWM 調光的優(yōu)點在于能夠提供高質量的白光，以及應用簡單，效率高!例如在手機的系統(tǒng)中，利用一個專用PWM接口可以簡單的產生任意占空比的脈沖信號，該信號通過一個電阻，連接到驅動器的EN接口。

44、多數(shù)廠商的驅動器都支持PWM調光。

45、　　但是，PWM 調光有其劣勢。

46、主要反映在：PWM調光很容易使得白光LED的驅動電路產生人耳聽得見的噪聲(audible noise，或者microphonic noise)。

47、這個噪聲是如何產生?通常白光LED驅動器都屬于開關電源器件(buck、boost 、charge pump等)，其開關頻率都在1MHz左右，因此在驅動器的典型應用中是不會產生人耳聽得見的噪聲。

48、但是當驅動器進行PWM調光的時候，如果PWM信號的頻率正好落在200Hz到20kHz之間，白光LED驅動器周圍的電感和輸出電容就會產生人耳聽得見的噪聲。

49、所以設計時要避免使用20kHz以下低頻段。

50、　　我們都知道，一個低頻的開關信號作用于普通的繞線電感(wire winding coil)，會使得電感中的線圈之間互相產生機械振動，該機械振動的頻率正好落在上述頻率，電感發(fā)出的噪音就能夠被人耳聽見。

51、電感產生了一部分噪聲，另一部分來自輸出電容。

52、現(xiàn)在越來越多的手機設計者采用陶瓷電容作為驅動器的輸出電容。

53、陶瓷電容具有壓電特性，這就意味著：當一個低頻電壓紋波信號作用于輸出電容，電容就會發(fā)出吱吱的蜂鳴聲。

54、當PWM信號為低時，白光LED驅動器停止工作，輸出電容通過白光LED和下端的電阻進行放電。

55、因此在PWM調光時，輸出電容不可避免的產生很大的紋波。

56、總之，為了避免PWM調光時可聽得見的噪聲，白光LED驅動器應該能夠提供超出人耳可聽見范圍的調光頻率!　　相對于PWM調光，如果能夠改變RS的電阻值，同樣能夠改變流過白光LED的電流，從而變化LED的光亮度。

57、我們稱這種技術為模擬調光。

58、　　模擬調光最大的優(yōu)勢是它避免了由于調光時所產生的噪聲。

59、在采用模擬調光的技術時，LED的正向導通壓降會隨著LED電流的減小而降低，使得白光LED的能耗也有所降低。

60、但是區(qū)別于PWM調光技術，在模擬調光時白光LED驅動器始終處于工作模式，并且驅動器的電能轉換效率隨著輸出電流減小而急速下降。

61、所以，采用模擬調光技術往往會增大整個系統(tǒng)的能耗。

62、模擬調光技術還有個缺點在于發(fā)光質量。

63、由于它直接改變白光LED的電流，使得白光LED的白光質量也發(fā)生了變化!　　除了PWM調光，模擬調光，目前有些產商的驅動器支持數(shù)字調光。

64、具備數(shù)字調光技術的白光LED驅動器會有相應的數(shù)字接口。

65、該數(shù)字接口可以是SMB、I2C、或者是單線式數(shù)字接口。

66、系統(tǒng)設計者只要根據具體的通信協(xié)議，給驅動器一串數(shù)字信號，就可以使得白光LED的光亮發(fā)生變化。

本文分享完畢，希望對大家有所幫助。

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