LED驱动电源设计开发知识大全

:LED驱动设计知识

驱动设计知识

LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。

根据电网的用电规则和LED驱动电源的特性要求，在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下几点：

1.高可靠性 特别像LED路灯的驱动电源，装在高空，维修不方便，维修的花费也大。

2.高效率 LED是节能产品，驱动电源的效率要高。对于电源安装LED驱动电源在灯具内的结构，尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降，所以LED的散热非常重要。电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小，也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。

3.高功率因素 功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器，没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大，但晚上大家点灯，同类负载太集中，会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源，据说不久的将来，也许会对功率因素方面有一定的指标要求。

4.驱动方式 现在通行的有两种：其一是一个恒压源供多个恒流源，每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式，组合灵活，一路LED故障，不影响其他LED的工作，但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电，LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点，但灵活性差，还要解决某个LED故障，不影响其他LED 运行的问题。这两种形式，在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式，在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。

5.浪涌保护 LED抗浪涌的能力是比较差的，特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外，如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应，从电网系统会侵入各种浪涌，有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入，保护LED不被损坏的能力。

6.保护功能 电源除了常规的保护功能外，最好在恒流输出中增加LED温度负反馈，防止LED温度过高。

7.防护方面 灯具外安装型，电源结构要防水、防潮，外壳要耐晒。

8.驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。

9.要符合安规和电磁兼容的要求。

随着LED 的应用日益广泛，LED 驱动电源的性能将越来越适合LED 的要求。

1、按驱动方式可分为两大类：

(1)(1)恒流式恒流式恒流式::

a、恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化，负载阻值小，输出电压就低，负载阻值越大，输出电压也就越高;

b、恒流电路不怕负载短路，但严禁负载完全开路。

c、恒流驱动电路驱动LED 是较为理想的，但相对而言价格较高。

d、应注意所使用最大承受电流及电压值，它限制了LED 的使用数量;

(2)(2)稳压式稳压式稳压式：：

a、当稳压电路中的各项参数确定以后，输出的电压是固定的，而输出的电流却随着负载的增减而变化;

b、稳压电路不怕负载开路，但严禁负载完全短路。

c、以稳压驱动电路驱动LED，每串需要加上合适的电阻方可使每串LED 显示亮度平均;

d、亮度会受整流而来的电压变化影响。

2、按电路结构方式分类

按电路结构方式分类 (1)电阻、电容降压方式：通过电容降压，在闪动使用时，由于充放电的作用，通过LED 的瞬间电流极大，容易损坏芯片。易受电网电压波动的影响，电源效率低、可靠性低。

(2)电阻降压方式：通过电阻降压，受电网电压变化的干扰较大，不容易做成稳压电源，降压电阻要消耗很大部分的能量，所以这种供电方式电源效率很低，而且系统的可靠也较低。

(3)常规变压器降压方式：电源体积小、重量偏重、电源效率也很低、一般只有45%～60%，所以一般很少用，可靠性不高。

(4)电子变压器降压方式：电源效率较低，电压范围也不宽，一般180～240V，波纹干扰大。

(5)RCC降压方式开关电源：稳压范围比较宽、电源效率比较高，一般可以做到70%～80%，应用也较广。由于这种控制方式的振荡频率是不连续，开关频率不容易控制，负载电压波纹系数也比较大，异常负载适应性差。

(6)PWM控制方式开关电源：主要由四部分组成，输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM稳压控制部分、开关能量转换部分。PWM开关稳压的基本工作原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下，控制电路通过被控制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件导通的脉冲宽度，使得开关电源的输出电压或电流稳定(即相应稳压电源或恒流电源)。电源效率极高，一般可以做到80%～90%，输出电压、电流稳定。一般这种电路都有完善的保护措施，属高可靠性电源。

驱动设计的关键点

LED驱动设计的关键点

芯片发热

1、芯片发热

这主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。假如芯片消耗的电流为

2mA,300V的电压加在芯片上面，芯片的功耗为0.6W,当然会引起芯片的发热。驱动芯片的最大电流来自于驱动功率MOS管的消耗，简单的计算公式为I=cvf（考虑充电的电阻效益，实际I=2cvf,其中c为功率MOS管的cgs电容，v为功率管导通时的gate电压，所以为了降低芯片的功耗，必须想办法降低c、v和f.如果c、v和f不能改变，那么请想办法将芯片的功耗分到芯片外的器件，注意不要引入额外的功耗。再简单一点，就是考虑更好的散热吧。

功率管发热

2、功率管发热

关于这个问题，也见到过有人在电源网论坛发过贴。功率管的功耗分成两部分，开关损耗和导通损耗。要注意，大多数场合特别是LED市电驱动应用，开关损害要远大于导通损耗。开关损耗与功率管的cgd和cgs以及芯片的驱动能力和工作频率有关，所以要解决功率管的发热可以从以下几个方面解决：A、不能片面根据导通电阻大小来选择MOS功率管，因为内阻越小，cgs和cgd电容越大。如1N60的cgs为250pF左右，2N60的cgs为350pF左右，5N60的cgs为1200pF 左右，差别太大了，选择功率管时，够用就可以了。B、剩下的就是频率和芯片驱动能力了，这里只谈频率的影响。频率与导通损耗也成正比，所以功率管发热时，首先要想想是不是频率选择的有点高。想办法降低频率吧！不过要注意，当频率降低时，为了得到相同的负载能力，峰值电流必然要变大或者电感也变大，这都有可能导致电感进入饱和区域。如果电感饱和电流够大，可以考虑将CCM（连续电流模式）改变成DCM（非连续电流模式），这样就需要增加一个负载电容了。

工作频率降频

3、工作频率降频