CCR驱动LED线性驱动方案的特点
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CCR线性驱动方案的特点
线性驱动方案的特点
目录
一、LED为什么要用恒流驱动 二、电阻恒流 三、电容恒流 四、恒流二极管 五、恒流三极管 六、单路线性驱动 七、分段线性驱动 八、总结
线性驱动方案的特点
一、LED为什么要用恒流驱动
1、LED是一个非线性器件，正向电压的微小变化会引 起正向电流的大幅变化。
线性驱动方案的特点
六、单路线性驱动
单路线性驱动框图
线性驱动方案的特点
六、单路线性驱动
单路线性驱动一般都具有良好的输入调整率和负 载调整率，以及3%-5%的恒流精度。因此，LED的电 流波形不再近似方、单路线性驱动
单路线性驱动方案具有高耐压，高PF，恒功率、 体积小、热保护等等诸多优点，但是，电流总谐波 THD比较大（45%左右），大于25W的产品不符合国 标、CE等认证要求。
线性驱动方案的特点
八、总结
目前，线性方案的LED光引擎大多采用单路线性驱动或者分段线性驱动，这 两种驱动方式具有以下优点和缺点。 优点： 1、电路简单，体积小。 2、板载设计，设计灵活，无需考虑电源空间。 3、在中、大功率产品上，成本优势明显。 4、无EMI问题。 5、THD可以做到10%左右。 6、PF高，0.9至0.99。 7、无电解电容，使用寿命长；开机速度快，能经受开关冲击。 缺点： 1、高压非隔离，需要做好绝缘耐压和防触电。 2、输入电压范围窄，不能做到宽电压和全电压。 3、电转换效率和系统光效低于开关电源方案。 4、无电解电容方案，波动深度100%；有输入电压波动闪烁。 5、需要考虑线性驱动的散热。
线性驱动方案的特点
七、分段线性驱动
分段线性驱动通过LED分段点亮的方式，降低了 LED串的导通阈值，增加了LED的导通时间，更有效 的利用了交流市电，也降低了电流总谐波THD（20% 左右）。
线性驱动方案的特点
七、分段线性驱动
分段线性驱动方案的输入电压-电流波形如下图， 电流波形为阶梯波，趋近正弦波，因此PF很高（大于 0.95），THD在20%左右，但是各次谐波中仍然有不 符合国标、CE认证的要求。
线性驱动方案的特点
七、分段线性驱动
为了解决各次谐波超标的问题，分段线性驱动IC 增加“电流追逐电压”功能，电流波形高度趋近正弦 波，因此PF高达0.995，THD在10%左右，各次谐波 均符合国标、CE认证的要求。
线性驱动方案的特点
七、分段线性驱动
分段线性驱动除具有单路线性驱动的优点之外， 还具有更高的PF，更低的THD。但是，分段线性驱动 有一个缺点，由于每段LED点亮的时间不同，因此， 每段LED的亮度也不同，所以，只适用于LED光源较 集中的光引擎，不适合用在条形光引擎或者面光源。
线性驱动方案的特点
四、恒流二极管
恒流二极管驱动电路示意图
恒流二极管伏安特性曲线
LED 电压-电流图
线性驱动方案的特点
五、恒流三极管
恒流三极管CCT, Constant Current Transistor) 由输入、输出、供电三个端口组成，内部集成MOSFET和运放，MOS-FET工作在线性区，通过运放采样 来控制恒流电流，恒流三极管的内部原理图、伏安特 性曲线和实物外观如图所示。
线性驱动方案的特点
五、恒流三极管
恒流三极管的优点：电路简单，恒流精度高。缺 点：电流小，耐压低。
LED 电压-电流图
线性驱动方案的特点
六、单路线性驱动
单路线性驱动（CCR constant current regulator）在恒流三极管的基础上集成了高压电流源、 基准电压源、温度补偿、过热保护、输入电压检测等 功能模块，小功率应用的IC内部集成了高压功率器件 MOS-FET。
一、LED为什么要用恒流驱动
3、LED是一个半导体器件，正向电压VF具有负温度 特性，即-2mV/℃。 当LED的节温升高 时，LED的VF下降， 如果使用恒压驱动， 相当于是增加了 LED两端的电压， 正向电压的增加又 会引起正向电流的 大幅增加。
线性驱动方案的特点
二、电阻恒流
电阻恒流的优点：电路简单，成本低。缺点：恒 流精度低，电流随输入电压变化，电阻发热大，效率 低，仅适用于小功率LED，指示灯电路常用电阻恒流 方式。
完整的LED电容恒流驱动电路原理图
线性驱动方案的特点
四、恒流二极管
恒流二极管(CRD Current Regulative Diode) 属于两端结型场效应恒流器件，其电路符号和实物外 观如图所示。恒流二极管在正向工作时存在一个恒流 区，在此区域内正向电流不随正向电压变化。
恒流二极管的优点：电路简单，恒流精度高。缺 点：电流小，耐压低。
线性驱动方案的特点
THANKS
3.3V/20mA的LED，正 向电压升高到4.5V时， 正向电流超过100mA， 大了5倍，LED很容易 烧毁。
线性驱动方案的特点
一、LED为什么要用恒流驱动
2、1W的LED，如果正向电压变化10%（从3.4V降低 到3.1V）,会引起正向电流从350mA降低到100mA, 变化3.5倍。
线性驱动方案的特点
线性驱动方案的特点
二、电阻恒流
电阻恒流在高压LED照明的应用
电阻恒流在指示灯电路的应用
线性驱动方案的特点
三、电容恒流
电容降压工作原理是利用电容在一定的交流信号
频率下产生的容抗来限制最大工作电流。串联电容的
容抗Zc = 1 ，电流平均值Id= V 。
2πfC
Zc
线性驱动方案的特点
三、电容恒流
电容恒流的优点：电路简单，成本低，电容可视 为无损耗，效率高。缺点：恒流精度低，电流随输入 电压变化，PF低，电容耐压高体积大，可靠性低，寿 命短。
线性驱动方案的特点
目录
一、LED为什么要用恒流驱动 二、电阻恒流 三、电容恒流 四、恒流二极管 五、恒流三极管 六、单路线性驱动 七、分段线性驱动 八、总结
线性驱动方案的特点
一、LED为什么要用恒流驱动
1、LED是一个非线性器件，正向电压的微小变化会引 起正向电流的大幅变化。
线性驱动方案的特点
六、单路线性驱动
单路线性驱动框图
线性驱动方案的特点
六、单路线性驱动
单路线性驱动一般都具有良好的输入调整率和负 载调整率，以及3%-5%的恒流精度。因此，LED的电 流波形不再近似方、单路线性驱动
单路线性驱动方案具有高耐压，高PF，恒功率、 体积小、热保护等等诸多优点，但是，电流总谐波 THD比较大（45%左右），大于25W的产品不符合国 标、CE等认证要求。
线性驱动方案的特点
八、总结
目前，线性方案的LED光引擎大多采用单路线性驱动或者分段线性驱动，这 两种驱动方式具有以下优点和缺点。 优点： 1、电路简单，体积小。 2、板载设计，设计灵活，无需考虑电源空间。 3、在中、大功率产品上，成本优势明显。 4、无EMI问题。 5、THD可以做到10%左右。 6、PF高，0.9至0.99。 7、无电解电容，使用寿命长；开机速度快，能经受开关冲击。 缺点： 1、高压非隔离，需要做好绝缘耐压和防触电。 2、输入电压范围窄，不能做到宽电压和全电压。 3、电转换效率和系统光效低于开关电源方案。 4、无电解电容方案，波动深度100%；有输入电压波动闪烁。 5、需要考虑线性驱动的散热。
线性驱动方案的特点
七、分段线性驱动
分段线性驱动通过LED分段点亮的方式，降低了 LED串的导通阈值，增加了LED的导通时间，更有效 的利用了交流市电，也降低了电流总谐波THD（20% 左右）。
线性驱动方案的特点
七、分段线性驱动
分段线性驱动方案的输入电压-电流波形如下图， 电流波形为阶梯波，趋近正弦波，因此PF很高（大于 0.95），THD在20%左右，但是各次谐波中仍然有不 符合国标、CE认证的要求。
线性驱动方案的特点
七、分段线性驱动
为了解决各次谐波超标的问题，分段线性驱动IC 增加“电流追逐电压”功能，电流波形高度趋近正弦 波，因此PF高达0.995，THD在10%左右，各次谐波 均符合国标、CE认证的要求。
线性驱动方案的特点
七、分段线性驱动
分段线性驱动除具有单路线性驱动的优点之外， 还具有更高的PF，更低的THD。但是，分段线性驱动 有一个缺点，由于每段LED点亮的时间不同，因此， 每段LED的亮度也不同，所以，只适用于LED光源较 集中的光引擎，不适合用在条形光引擎或者面光源。
线性驱动方案的特点
四、恒流二极管
恒流二极管驱动电路示意图
恒流二极管伏安特性曲线
LED 电压-电流图
线性驱动方案的特点
五、恒流三极管
恒流三极管CCT, Constant Current Transistor) 由输入、输出、供电三个端口组成，内部集成MOSFET和运放，MOS-FET工作在线性区，通过运放采样 来控制恒流电流，恒流三极管的内部原理图、伏安特 性曲线和实物外观如图所示。
线性驱动方案的特点
五、恒流三极管
恒流三极管的优点：电路简单，恒流精度高。缺 点：电流小，耐压低。
LED 电压-电流图
线性驱动方案的特点
六、单路线性驱动
单路线性驱动（CCR constant current regulator）在恒流三极管的基础上集成了高压电流源、 基准电压源、温度补偿、过热保护、输入电压检测等 功能模块，小功率应用的IC内部集成了高压功率器件 MOS-FET。
一、LED为什么要用恒流驱动
3、LED是一个半导体器件，正向电压VF具有负温度 特性，即-2mV/℃。 当LED的节温升高 时，LED的VF下降， 如果使用恒压驱动， 相当于是增加了 LED两端的电压， 正向电压的增加又 会引起正向电流的 大幅增加。
线性驱动方案的特点
二、电阻恒流
电阻恒流的优点：电路简单，成本低。缺点：恒 流精度低，电流随输入电压变化，电阻发热大，效率 低，仅适用于小功率LED，指示灯电路常用电阻恒流 方式。
完整的LED电容恒流驱动电路原理图
线性驱动方案的特点
四、恒流二极管
恒流二极管(CRD Current Regulative Diode) 属于两端结型场效应恒流器件，其电路符号和实物外 观如图所示。恒流二极管在正向工作时存在一个恒流 区，在此区域内正向电流不随正向电压变化。
恒流二极管的优点：电路简单，恒流精度高。缺 点：电流小，耐压低。
线性驱动方案的特点
THANKS
3.3V/20mA的LED，正 向电压升高到4.5V时， 正向电流超过100mA， 大了5倍，LED很容易 烧毁。
线性驱动方案的特点
一、LED为什么要用恒流驱动
2、1W的LED，如果正向电压变化10%（从3.4V降低 到3.1V）,会引起正向电流从350mA降低到100mA, 变化3.5倍。
线性驱动方案的特点
线性驱动方案的特点
二、电阻恒流
电阻恒流在高压LED照明的应用
电阻恒流在指示灯电路的应用
线性驱动方案的特点
三、电容恒流
电容降压工作原理是利用电容在一定的交流信号
频率下产生的容抗来限制最大工作电流。串联电容的
容抗Zc = 1 ，电流平均值Id= V 。
2πfC
Zc
线性驱动方案的特点
三、电容恒流
电容恒流的优点：电路简单，成本低，电容可视 为无损耗，效率高。缺点：恒流精度低，电流随输入 电压变化，PF低，电容耐压高体积大，可靠性低，寿 命短。