LED驱动电源基础知识培训资料

四 开关电源驱动电路
上述线性恒流驱动电路虽具有电路简单、元件少、成本低、恒流 精度高、工作可靠等优点，但使用中也发现几点不足：
a、调整管工作在线性状态，工作时功耗高发热大（特别是工作压 差过大时），不仅要求较大尺寸的散热器，而且降低了用电效率。
b、电源电压要求按公式（13）与LED工作电压严格匹配，不允许 大范围改变。也就是说它对电源电压及LED负载变化的适应性差。
一般资料提供的镇流电阻R的计算公式是：
(2)
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。
二 镇流电容方案
电路的工作是基于在交流电路中，电容存在容抗XC也有”镇流作 用”的原理。另外电容消耗无功功率，不发热；而电阻则消耗有功 功率，会转化为热能耗散掉，所以镇流电容比镇流电阻，能节省一 部分电能，并能设计成将LED灯直接接到市电～220V上，使用更为 方便。
T
T
T
脉宽调制器 （PWM）
切换开关 （MOS）
回授
（Feedback）
输入整流:将正负变化的交流电变成单向变化的直流电 滤波:将变化的电压波形平滑成波动较小的直流电压波形 变压器:储存能量,产生需要的输出电压.原、副边隔离。 输出稳压:稳定输出电压 取样反馈:将输出电压的变化反映到控制电路,以便采取相应的措施保证输 出电压在规定的范围内 PWM+开关:控制电路,根据反馈回来的信号控制变压器储存能量的多少,从 而保证输出的稳定
c、它仅能工作在降压状态，不能工作在升压状态。即电源电压必 须高于LED工作电压。
d、供电不太方便，一般要配开关稳压电源，不能直接用～220V供 电。
Βιβλιοθήκη Baidu
AC in EMC filter
V
整流器 （Rectifier
V
滤波 电路
V
隔离变 压器
（Transf ormer）
整流器
（Rectifier）
滤波 电路 DC out
采用开关电源驱动的优点:效率高，一般可以做到80%～ 90%，输出电压、电流稳定。输出纹波小。且这种电路都有完 善的保护措施，属高可靠性电源。
LED驱动电源主要有恒压式和恒流式
（1）恒压式： 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、恒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。
图1
图1.1
2 : LED驱动的技术方案
一 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工作电流I按下式计算：
（1）
I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。
开关恒流驱动电路
恒流源和恒压源不同之处就是恒流的那部分电路。
恒流部分：它主要由T1、R8、R9、R5组成。三级管的导通电压 0.7V是已知量。R8阻值也是已知量，当电路开始工作后，只要R8 和流过R8的电流乘积大于0.7V，三极管开始工作,电路就进入恒流 工作。
LED与LED驱动电源的匹配
我们已经很清楚的知道LED驱动电源只有两种方式： 恒流式：电流不变电压在一定范围内变化(随负载变化) 恒压式：电压不变电流在一定范围内变化(随负载变化)
1）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；
此方案的优点是简单，成本低，供电方便；缺点是电流稳定度不 高，效率也不高。仅适用于小功率LED范围。当LED的数量较多，串 联后LED支路电压较高的场合更为适用。
三 线性恒流驱动电路
上 面 已 经 提 到 电 阻 、 电 容 镇 流 电 路 的 缺 点 是 电 流 稳 定 度 低 （ △ I/I 达 ±20～50％），用电效率也低（约50～70％），仅适用于小功率LED灯。
而LED灯配合的方式有三种：串联式， 并联式，串并混联式。
串联式：
要求LED驱动器输出较高的电压。当LED的一致性差别较大时， 分配在不同的LED两端电压不同，通过每颗LED的电流相同，LED 的亮度一致。
当某一颗LED品质不良短路时，如果采用稳压式驱动，由于驱动 器输出电压不变，那么分配在剩余的LED两端电压将升高，驱动器 输 出电流将增大，导致容易损坏余下所有LED。如采用恒流式 LED驱动，当某一颗LED品质不良短路时，由于驱动器输出电流保 持不变，不影响余下所有LED 正常工作。当某一颗LED品质不良 断开后，串联在一起的LED将全部不亮。解决的办法是在每个LED 两端并联一个齐纳管，当然齐纳管的导通电压需要比LED的导通电 压高，否则LED就不亮了。
为满足中、大功率LED灯的供电需要，利用电子技术常见的电流负反馈 原理，设计出恒流驱动电路。和直流恒压电源一样，按其调整管是工作 在线性，还是开关状态，恒流驱动电路也分成两类：线性恒流驱动电路 和开关恒流驱动电路。
图4是最简单的两端线性恒流驱动电路。它借用三端集成稳压器LM337组 成恒流电路，外围仅用两个元件：电流取样电阻R和抗干扰消振电容C 。
LED驱动电源基础知识
研发部:邱建文
主要内容概括:
1:LED驱动电源的重要性 2:LED驱动的技术方案 3:LED与LED驱动电源的匹配 4:LED驱动电源使用中应注意的问题
1:LED驱动电源的重要性
接触过LED的人都知道：由于LED正向伏安特性非常陡 图1.1（正 向动态电阻非常小），要给LED正常供电就比较困难。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。为了稳定LED的工作电流，保证LED能正常可靠地工 作，具有”镇流功能”的各种各样的LED驱动电路就应运而生。最简单 的是串联一只镇流电阻，而比较复杂的是用许多电子元件构成的“恒流 驱动器”。