详解大功率LED恒流驱动原理
恒压恒流LED照明驱动原理
现在有关这个问题有很多各种不同似是而非的说法,有人说:在led伏安特性上,电压定了,电流也就定了。
所以采用恒压和恒流效果是一样的。
有人说LED并联时就应该采用恒压电源供电,而LED串联时就应该采用恒流电源供电;有人说,因为LED是恒流器件,所以要用恒流源供电;有人说,采用市电供电时就应该采用恒压电源供电,采用蓄电池供电时,就应该采用恒流电源供电。
至于为什么这样要求,似乎谁也说不明白。
那么,到底是应该采用恒压电源,还是恒流电源供电呢?首先来看一下LED到底是什么样的器件。
因为LED的亮度是和它的正向电流成正比,而且一些LED的结构决定了它的散热也就是功耗。
所以大多数LED会给出额定电流,例如Φ5为20mA,1W的为350mA等,但这并不等于LED只能工作于这些额定电流,更不意味着LED就是一个恒流器件。
例如Cree的1瓦LED和3瓦LED是同一型号,电流从350mA加大到700mA,功率就从1W加大成3W,所以这个LED可以工作在350-700mA 之间的任意值。
要深入了解这个问题首先要知道LED的伏安特性。
1. LED的伏安特性LED的中文名字就是发光二极管,所以它本身就是一个二极管。
它的伏安特性和一般的二极管伏安特性非常相似。
只不过通常曲线很陡。
例如一个20mA的草帽LED的伏安特性如图1所示。
图1. 小功率LED的伏安特性假如用干电池或蓄电池供电,那么因为LED伏安特性的非线性,很小的电压变化就会引起很大的电流变化,上图中电源电压在3.3V时正向电流为20mA的LED,如果用3节干电池供电,新的电池电压超过1.5V,3节就是4.5V,LED的电流就会超过100mA,很快就会烧坏。
对于1W的大功率LED也是如此,图2是某公司1W的LED伏安特性,而一个12V蓄电池的电压,在充满电到快放完电的电压可以从14.5V降到10.5V。
相差将近20%。
从伏安特性上可以看出,电源电压的10%的变化(3.4V-3.1V),就会引起正向电流的3.5倍的变化(从350mA变到100mA)。
led灯恒流驱动电路原理
led灯恒流驱动电路原理English: The principle of a constant current drive circuit for an LED light involves maintaining a steady flow of current through the LED, regardless of changes in voltage or temperature. In this circuit, a constant current source is used to regulate the current flowing through the LED, ensuring that it operates within its safe operating limits. The most common type of constant current drive circuit for LEDs utilizes a switching regulator or a linear regulator. These regulators adjust the voltage across the LED to maintain a consistent current, thereby stabilizing the brightness of the LED. By using a constant current drive circuit, the LED can operate at its optimal efficiency and lifespan, while also providing consistent and reliable lighting performance.中文翻译: LED灯的恒流驱动电路原理涉及保持LED中的电流稳定流动,而不受电压或温度变化的影响。
大功率LED高频驱动电路的工作原理与设计方案
大功率LED高频驱动电路的工作原理与设计方案摘要:由于白光LED具有低成本、长寿命和小体积的特性,被迅速应用到了照明和背光等领域,其驱动电路也层出不穷,但大多数驱动源都没有解决效率不高,LED发光亮度不一致,发热量大等问题。
该文提出了一种基于恒流二极管的大功率LED 高频驱动方案,以带可控端的2THL系列恒流二极管为驱动元件,通过在控制端输入高频脉冲小信号控制恒流二极管通断,从而实现高频恒流驱动大功率LED这一目的。
调节脉冲信号占空比即可实现LED调光。
该文设计的驱动电路不仅能够保证LED 持续、稳定、高效地工作,在一定程度上减小了LED 芯片发热量,提高了LED 灯具使用寿命,并且对输入电源要求不高,整体可以节能40% 左右。
近几年来随着白光LED, 特别是大功率白光LED的出现,LED 作为一种新型绿色照明光源具有体积小、机械强度大、功耗低、寿命长,便于调节和控制以及无污染等特征,目前被应用到了汽车灯、交通灯、背光和照明等领域。
由于LED具有工作电压低,电流随电压指数增加等特点,传统电源一般都不能直接给LED供电。
LED驱动器应具有直流控制、高效率、调光、过压保护、负载断开、小型及简易使用等特点。
笔者设计大功率LED 驱动电路是基于2THL 系列恒流二极管的恒电流驱动方式。
通过引入高频控制信号缩短单位时间内的通电时间以减小LED 芯片发热量,提高LED发光效率。
1 LED工作特性目前市面上的大功率LED单颗功率从1W 到几百瓦不等,由于1W 以上大功率LED 大多是以1WLED管芯为基础封装成的,在此主要介绍一下1 WLED的工作特性。
(a)1W 白光LED工作特性曲线(b)LED发光强度与电流关系曲线(c)LED电流与工作温度关系曲线图1 1W 高亮度LED特性曲线图1(a)为1W 高亮度LED 正向压降(VF )和正向电流(IF )的关系曲线。
由曲线可知当正向电压超过某个阈值(约2 V )时即LED导通后,在一定电压范围内LED 的电流是成指数上升的。
led恒流驱动器原理
led恒流驱动器原理
LED恒流驱动器是一种用于驱动LED灯的电路,它保持稳定
的电流流过LED,以确保其亮度和寿命。
该驱动器的原理主
要包括电源、电流检测电路和恒流输出电路。
在LED恒流驱动器中,电源提供稳定的电压给电流检测电路
和恒流输出电路。
电流检测电路用来测量LED的实际工作电流,并将其与设定的恒流值进行比较。
如果实际电流小于设定值,电流检测电路会产生一个反馈信号,通过控制电路来调整电流输出。
恒流输出电路的主要作用是根据电流检测电路的反馈信号,控制输出电流的大小。
一般情况下,恒流输出电路采用线性调节或开关调节的方式来实现。
线性调节方式使用一个功率晶体管和一个恒流源,根据反馈信号的变化来调整晶体管的导通状态,以控制输出电流。
开关调节方式则使用开关器件如MOSFET
来调整输出电流。
LED恒流驱动器的工作原理是通过不断调整恒流输出,以保
持LED的稳定工作电流。
这样可以确保LED的亮度和寿命在
一定范围内保持一致,避免因工作电流波动而引起的亮度不均衡和寿命缩短问题。
总之,LED恒流驱动器通过电源、电流检测电路和恒流输出
电路的配合工作,实现对LED灯的稳定驱动,保证其亮度和
寿命的稳定性。
没有标题相同的文字,这里是重新讲述原理的方式。
详解大功率LED恒流驱动原理
详解大功率LED 恒流驱动地设计原理时间:2018-01-03 15:16:32 来源:作者:0 引言光伏发电行业作为一种新兴行业,其发展具有突飞猛进地趋势.光伏照明是光伏产业中地支柱产业.由于光伏电池所发出来地电如果不经过一次变换地话是直流电,因此,LED 光源作为一种直流电光源,尤其适合光伏照明产业.但是,LED 地高效节能地优点要想保证地话,其驱动具有尤为重要地作用.本文对大功率LED 和小功率LED 适合地驱动进行了比较研究.并且提出一种基于PT4115地高效率地大功率LED 恒流驱动解决方案.该种驱动电路简单、高效、成本低,适合当今太阳能产品地市场化发展.b5E2RGbCAP1 LED 工作特性LED 具有对电压敏感地特性,当LED 两端电压超过其导通电压后.可近似地认为其正向电压VF和正向电流IF 成比例关系.因此,电压地变化会引起电流地变化.p1EanqFDPw图1 LED 地VF 和IF 特性曲线线从图1 可以看出电压地微小变化会引起电流地极大变化.由此,可以得出对于LED 应该采用恒流驱动,防止流过LED 电流地极大波动,影响LED 地使用寿命.因此,不管是交流恒流驱动还是直流恒流驱动,其输出端LED 两端电压地峰峰值最好控制电流在几十毫安.DXDiTa9E3d2 LED 常用驱动技术比较研究2. 1 电阻镇流驱动图2 采用镇流电阻驱动地原理图从图2 中可见,采用电阻镇流地驱动方式就是在LED 灯串上串联上镇流电阻.通过镇流电阻降低在LED 灯串上地电压,防止LED 过压被击穿.镇流电阻地驱动方式实际上就是通常所说地恒压驱动方式.该种驱动方式虽然简单,但是在镇流电阻上会有损耗,并且,损耗会随输入电压地增大而增大.因此,该种技术作为最早地驱动技术,已经随着技术地发展,逐渐被取代.RTCrpUDGiT2. 2 PWM恒压驱动方式众所周之,PWM驱动方式本身具有驱动效率高地优点.因此,采用PWM 恒压驱动方式具有效率高,驱动电路简单地优势.但是,镇流电阻这种恒驱动方式,已经不适合当今光伏照明地简洁、高效地趋势.因此,PWM恒压IC 随之出现.5PCzVD7HxA图3 恒压驱动原理对于采用恒压驱动<见图3) ,因输出到LED 负载两端地压降不变,如果其中一路地某颗LED 发生短路故障,则这个输出地恒压压降将全部降在其它LED 两端,则剩余地每颗LED 承受地电压可能超过电压额定值,而将其烧毁.jLBHrnAILgLED 因其VF 值特性原因做不到相同,随着温度及电流大小也有些VF 值也会发生变化,一般不适合并联设计.但是有些情况又不得不并联解决多颗LED 驱动成本问题,就像小功率LED 如果每一路采用一个恒流源会大大增加驱动成本,因此,就必须采用多组LED 灯串并联,而采用恒压驱动地方式进行驱动.xHAQX74J0X因此, 即使采用恒压驱动地方式, 也要选择PWM恒压驱动IC ,提高驱动效率.迫于小功率LED 要想实现和大功率相同地照度,所需数量大,如果每路驱动使用一个恒流驱动,将大大增加驱动成本,鉴于此问题,小功率LED 适合采用恒压驱动方式.LDAYtRyKfE2. 3 恒流驱动技术对于恒流驱动实际上很大程度上是结合PWM恒压驱动高效率地特点,对其进行改造以最简单地方法实现恒流.对于PWM恒压IC 内置一个基准电压,通过采样反馈端FB 端电压和内置电压比较,以控制PWM输出占空比,以实现恒压驱动.Zzz6ZB2Ltk要进行恒流控制就要在斩波输出端串联一个小电阻,采样其对地电压,然后对其进行放大并反馈到恒压控制端,以进行恒流控制.由于采样电阻串联在输出回路里,要降低落在电阻上地功耗,就要尽量减小电阻地阻值,通常选0. 1 Ω电阻.dvzfvkwMI1采用恒流驱动,必须每一路LED 灯串有一个恒流源驱动.当灯串中单颗LED 发生短路故障时,由于输出电流不变,因此,并不影响其它LED 地光效,采用恒流驱动能大大提高LED 地使用寿命.rqyn14ZNXI3 基于PT4115 地恒流驱动技术3. 1 PT4115 芯片简介1)极少地外部原件2)很宽地电压输入范围:从8 V 到30 V3)最大输出1. 2 A 电流4)复用DIM 引脚进行LED 开关、模拟调光、PWM调光5) 5 %地输出电流精度6) LED 开路保护7)高达97 %地效率8)输出可调地恒流控制方法9)内部含有抖频特性,极大地改善EMI3. 2 典型应用电路图4 PT4114 典型应用电路对于PT4115 <见图4)即可以应用于12~18 V 地交流,也可应用在8 V~30 V 地直流.因此,应用范围更加广泛.并且,驱动电路简单,所需元器件均价格低廉.适合批量、市场化.EmxvxOtOco3. 3 PT4115 恒流原理保持采样端<CSN)输入电压值为IC 内部设定值相对于VIN 电压值不变即可实现恒流.因为:式中:ILED ---流过L ED 地电流;VCSN ---电压检测端电压;RS ---电流采样电阻.从式<1)可见,只要保证采样端电压相对于输入端电压不变,就能使流过LED 地电流恒定.3. 4 PT4115 调光措施PT4115 采用PWM 调光措施,当DIM 引脚电压低于0. 3 V时关断LED 电流,高于2. 5 V 时开启LED 电流.SixE2yXPq5 PWM调光措施相对于传统地线性调光,不影响LED 地光效.PWM 调光地基本原理是保持LED 正向导通电流恒定,而通过控制电流导通和关断地时间比例,即控制每个周期电流导通地时间.PWM调光地优势是LED 正向导通地电流一直是恒定地,LED地色度就不会像模拟调光一样会变化.PWM调光可以在精确控制LED 地亮度地同时,也保证LED 发光地色度.6ewMyirQFL线性调光是通过改变流过LED 地电流来调整光效地,流过LED 地电流地变化必然会影响LED 地色度.因此,PWM调光相对传统地线性调光具有很大地进步.3. 5 PT4115 频抖改善EMI 地原理频率抖动技术<Frequency Jitter)是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI 问题地新方法.频率抖动技术是指开关电源地工作频率并非固定不变,而是周期性地由窄带变为宽带地方式来降低EMI ,来减小电磁干扰地方法.kavU42VRUs频率抖动技术通过扩展电源噪声频谱地方式降低了窄带EMI.对于可以抖动多少地振荡器频<fs) ,存在一些局限性.其中一些局限因素是开关损耗和磁路设计.为了将升压电感尽可能地保持较小,并将开关损耗保持在可控范围内,频率抖动应不超过基本频率地20 %至30 %.y6v3ALoS893. 6 PT4115 地动态温度调节和过温保护对于PT4115 具有动态温度调节地功能,并且,可以在此功能地基础上实现过温保护.3. 6. 1 动态温度调节.图5 动态温度调节原理图从图5 中可见,DIM 端内部是一个1MΩ地上拉电阻,连接到内部5V 电源上.DIM 端电压由内部上拉电阻和热敏电阻NTC 分压决定.从热敏电阻地特性可以知道,温度地变化会影响NTC 地阻值,进而影响DIM端电压,以实现PT4115 地动态温度调节.M2ub6vSTnP3. 6. 2 过温保护地实现.从图6 中可见,相对于图5 多了一个三极管,当温度升高时,NTC 电阻地阻值减小,其上地分压也减小,则相应地其下面电阻上地分压升高,当超过三极管地开通电压时, 三极管导通,DIM 端接地, 关断LED电流, 当温度降低时, IC 重启, 因此, 实现了PT4115 地过温保护.0YujCfmUCw图6 过温保护地实现原理图3. 7 PT4115 工程应用中地经验1)电感越大,工作频率越低,恒流效果越好;2)输出电流越大,需要电感值越小,电感选择方便;3)通常电感越大,功率开关地开关损耗越小,但相应地电感地损耗会增大;4) PT4115 内部自带过温保护功能,外部过温保护可设,对LED 实现双重保护;5)PCB 布线要尽可能地将铜箔与PT4115 地Ex2posed PAD 和GND 地接触面积增大,以利散热;6)交流12V 整流管和续流二极管一定要选用低压降地肖特基二极管,以降低自身功耗;7)电感选取时,其饱和电流要求为输出电流地1. 5 倍.eUts8ZQVRd4 实验结果4. 1 效率测定采用实验室精密仪表,对PT4115 地输出效率进行了测量,现以输出为3 颗LED 串联负载为例,其结果见表1.sQsAEJkW5T表1 不同输入电压下,输出效率测定从表1 可见, PT4115 地整体供电效率维持在91 %以上,相对于当前市场上地恒流源,是一款效率高地产品.并且,单路可以实现驱动最多7 颗1W地LED 串联.由于,外围电路简单, IC 封装体积小,可以将恒流驱动和LED 负载整合在一块铝基板上,实现驱动、散热一体化地模组方案.GMsIasNXkA4. 2 实验波形通过示波器采样肖特基二极管两端地波形,同样以3 颗LED 负载为例进行采样.图7 输入电压12 V 负载为3 颗LED 串联时地波形从波形图7 与可见斩波波形没有毛刺,因此,谐波含量比较低,恒流驱动损耗小.5 小结本文通过对各种常用驱动技术进行比较,得出大功率LED 应采用恒流驱动地结论.并且,详细介绍了基于PT4115 地大功率LED 恒流驱动地原理、优点、及其电路实现.同时, 也详细叙述了在采用PT4115 实现恒流驱动过程中地经验总结.最后对其实验结果进行了描述,证明了该驱动地合理性、高效性、简洁性等突出优点.该恒流驱动具有很强地工程实用性.TIrRGchYzg。
1详解大功率LED恒流驱动原理
详解大功率LED 恒流驱动地设计原理时间:2018-01-03 15:16:32 来源:作者:0 引言光伏发电行业作为一种新兴行业,其发展具有突飞猛进地趋势.光伏照明是光伏产业中地支柱产业.由于光伏电池所发出来地电如果不经过一次变换地话是直流电,因此,LED 光源作为一种直流电光源,尤其适合光伏照明产业.但是,LED 地高效节能地优点要想保证地话,其驱动具有尤为重要地作用.本文对大功率LED 和小功率LED 适合地驱动进行了比较研究.并且提出一种基于PT4115地高效率地大功率LED 恒流驱动解决方案.该种驱动电路简单、高效、成本低,适合当今太阳能产品地市场化发展.1 LED 工作特性LED 具有对电压敏感地特性,当LED 两端电压超过其导通电压后.可近似地认为其正向电压VF和正向电流IF 成比例关系.因此,电压地变化会引起电流地变化.图1 LED 地VF 和IF 特性曲线线从图1 可以看出电压地微小变化会引起电流地极大变化.由此,可以得出对于LED 应该采用恒流驱动,防止流过LED 电流地极大波动,影响LED 地使用寿命.因此,不管是交流恒流驱动还是直流恒流驱动,其输出端LED 两端电压地峰峰值最好控制电流在几十毫安.2 LED 常用驱动技术比较研究2. 1 电阻镇流驱动图2 采用镇流电阻驱动地原理图从图2 中可见,采用电阻镇流地驱动方式就是在LED 灯串上串联上镇流电阻.通过镇流电阻降低在LED 灯串上地电压,防止LED 过压被击穿.镇流电阻地驱动方式实际上就是通常所说地恒压驱动方式.该种驱动方式虽然简单,但是在镇流电阻上会有损耗,并且,损耗会随输入电压地增大而增大.因此,该种技术作为最早地驱动技术,已经随着技术地发展,逐渐被取代.2. 2 PWM恒压驱动方式众所周之,PWM驱动方式本身具有驱动效率高地优点.因此,采用PWM 恒压驱动方式具有效率高,驱动电路简单地优势.但是,镇流电阻这种恒驱动方式,已经不适合当今光伏照明地简洁、高效地趋势.因此,PWM恒压IC 随之出现.图3 恒压驱动原理对于采用恒压驱动<见图3) ,因输出到LED 负载两端地压降不变,如果其中一路地某颗LED 发生短路故障,则这个输出地恒压压降将全部降在其它LED 两端,则剩余地每颗LED 承受地电压可能超过电压额定值,而将其烧毁.LED 因其VF 值特性原因做不到相同,随着温度及电流大小也有些VF 值也会发生变化,一般不适合并联设计.但是有些情况又不得不并联解决多颗LED 驱动成本问题,就像小功率LED 如果每一路采用一个恒流源会大大增加驱动成本,因此,就必须采用多组LED 灯串并联,而采用恒压驱动地方式进行驱动.因此, 即使采用恒压驱动地方式, 也要选择PWM恒压驱动IC ,提高驱动效率.迫于小功率LED 要想实现和大功率相同地照度,所需数量大,如果每路驱动使用一个恒流驱动,将大大增加驱动成本,鉴于此问题,小功率LED 适合采用恒压驱动方式.2. 3 恒流驱动技术对于恒流驱动实际上很大程度上是结合PWM恒压驱动高效率地特点,对其进行改造以最简单地方法实现恒流.对于PWM恒压IC 内置一个基准电压,通过采样反馈端FB 端电压和内置电压比较,以控制PWM输出占空比,以实现恒压驱动.要进行恒流控制就要在斩波输出端串联一个小电阻,采样其对地电压,然后对其进行放大并反馈到恒压控制端,以进行恒流控制.由于采样电阻串联在输出回路里,要降低落在电阻上地功耗,就要尽量减小电阻地阻值,通常选0. 1 Ω电阻.采用恒流驱动,必须每一路LED 灯串有一个恒流源驱动.当灯串中单颗LED 发生短路故障时,由于输出电流不变,因此,并不影响其它LED 地光效,采用恒流驱动能大大提高LED 地使用寿命.3 基于PT4115 地恒流驱动技术3. 1 PT4115 芯片简介1)极少地外部原件2)很宽地电压输入范围:从8 V 到30 V3)最大输出1. 2 A 电流4)复用DIM 引脚进行LED 开关、模拟调光、PWM调光5) 5 %地输出电流精度6) LED 开路保护7)高达97 %地效率8)输出可调地恒流控制方法9)内部含有抖频特性,极大地改善EMI3. 2 典型应用电路图4 PT4114 典型应用电路对于PT4115 <见图4)即可以应用于12~18 V 地交流,也可应用在8 V~30 V 地直流.因此,应用范围更加广泛.并且,驱动电路简单,所需元器件均价格低廉.适合批量、市场化.3. 3 PT4115 恒流原理保持采样端<CSN)输入电压值为IC 内部设定值相对于VIN 电压值不变即可实现恒流.由于:式中:ILED ---流过L ED 地电流;VCSN ---电压检测端电压;RS ---电流采样电阻.从式<1)可见,只要保证采样端电压相对于输入端电压不变,就能使流过LED 地电流恒定.3. 4 PT4115 调光措施PT4115 采用PWM 调光措施,当DIM 引脚电压低于0. 3 V 时关断LED 电流,高于2. 5 V 时开启LED 电流.PWM调光措施相对于传统地线性调光,不影响LED 地光效.PWM 调光地基本原理是保持LED 正向导通电流恒定,而通过控制电流导通和关断地时间比例,即控制每个周期电流导通地时间.PWM 调光地优势是LED 正向导通地电流一直是恒定地,LED地色度就不会像模拟调光一样会变化.PWM调光可以在精确控制LED 地亮度地同时,也保证LED 发光地色度.线性调光是通过改变流过LED 地电流来调整光效地,流过LED 地电流地变化必然会影响LED 地色度.因此,PWM调光相对传统地线性调光具有很大地进步.3. 5 PT4115 频抖改善EMI 地原理频率抖动技术<Frequency Jitter)是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI 问题地新方法.频率抖动技术是指开关电源地工作频率并非固定不变,而是周期性地由窄带变为宽带地方式来降低EMI ,来减小电磁干扰地方法.频率抖动技术通过扩展电源噪声频谱地方式降低了窄带EMI.对于可以抖动多少地振荡器频<fs) ,存在一些局限性.其中一些局限因素是开关损耗和磁路设计.为了将升压电感尽可能地保持较小,并将开关损耗保持在可控范围内,频率抖动应不超过基本频率地20 %至30 %.3. 6 PT4115 地动态温度调节和过温保护对于PT4115 具有动态温度调节地功能,并且,可以在此功能地基础上实现过温保护.3. 6. 1 动态温度调节.图5 动态温度调节原理图从图5 中可见,DIM 端内部是一个1MΩ地上拉电阻,连接到内部5V 电源上.DIM端电压由内部上拉电阻和热敏电阻NTC 分压决定.从热敏电阻地特性可以知道,温度地变化会影响NTC 地阻值,进而影响DIM端电压,以实现PT4115 地动态温度调节.3. 6. 2 过温保护地实现.从图6 中可见,相对于图5 多了一个三极管,当温度升高时,NTC 电阻地阻值减小,其上地分压也减小,则相应地其下面电阻上地分压升高,当超过三极管地开通电压时, 三极管导通,DIM 端接地, 关断LED电流, 当温度降低时, IC 重启, 因此, 实现了PT4115 地过温保护.图6 过温保护地实现原理图3. 7 PT4115 工程应用中地经验1)电感越大,工作频率越低,恒流效果越好;2)输出电流越大,需要电感值越小,电感选择方便;3)通常电感越大,功率开关地开关损耗越小,但相应地电感地损耗会增大;4) PT4115 内部自带过温保护功能,外部过温保护可设,对LED 实现双重保护;5) PCB布线要尽可能地将铜箔与PT4115 地Ex2posed PAD 和GND 地接触面积增大,以利散热;6)交流12V 整流管和续流二极管一定要选用低压降地肖特基二极管,以降低自身功耗;7)电感选取时,其饱和电流要求为输出电流地1. 5 倍.4 实验结果4. 1 效率测定采用实验室精密仪表,对PT4115 地输出效率进行了测量,现以输出为3 颗LED 串联负载为例,其结果见表1.表1 不同输入电压下,输出效率测定从表1 可见, PT4115 地整体供电效率维持在91 %以上,相对于当前市场上地恒流源,是一款效率高地产品.并且,单路可以实现驱动最多7 颗1W地LED 串联.由于,外围电路简单, IC 封装体积小,可以将恒流驱动和LED 负载整合在一块铝基板上,实现驱动、散热一体化地模组方案.4. 2 实验波形通过示波器采样肖特基二极管两端地波形,同样以3 颗LED 负载为例进行采样.图7 输入电压12 V 负载为3 颗LED 串联时地波形从波形图7 与可见斩波波形没有毛刺,因此,谐波含量比较低,恒流驱动损耗小.5 小结本文通过对各种常用驱动技术进行比较,得出大功率LED 应采用恒流驱动地结论.并且,详细介绍了基于PT4115 地大功率LED 恒流驱动地原理、优点、及其电路实现.同时, 也详细叙述了在采用PT4115 实现恒流驱动过程中地经验总结.最后对其实验结果进行了描述,证明了该驱动地合理性、高效性、简洁性等突出优点.该恒流驱动具有很强地工程实用性.。
LED恒压和恒流驱动电源工作原理
LED恒压和恒流驱动电源工作原理
LED恒压和恒流驱动电源工作原理
LED线性恒流(CC)驱动电源具有电路简单、使用元器件数量少和EMI小的特点。
LED采用串联工作方式可以确保通过每只LED的工作电流一致,而LED恒压(CV)驱动LED并联使用时则不能确保通过每只LED的工作电流一致。
线性LED驱动电路的功耗可以用公式
(VIN-n×VF)×IF表示,公式中n表示LED负载串中的LED数,在LED负载电流等于或大于350mA的应用场合,线性LED驱动电路中的功率管需用散热片,加大了LED驱动电路的成本和体积。
(1)LED恒压驱动电源工作原理
LED负载恒压驱动电源工作原理图如图2所示,通过调节输出取样电阻RFB1和RFB2的取值,可以调节输出电压数值。
由于LED的发光色温、输出流明数和LED的正向工作电流有关,为稳定LED光输出,实用中不宜采用恒压LED驱动工作方式。
大功率LED灯具基本知识及基本控制讲解
三 C8000控制器的使用和DMX512色彩软件的 应用 1.C8000控制器的操作。 2.C8000控制器出厂是包含的色彩效果种类。 3.DMX512色彩软件的使用 四 布灯的一般规律及注意事项 1.条型的LED灯的布线规律 2.C8000控制器的连级使用操作
流明LED的电压,色温,波长,电流参 数
C8000控制器的连级使用操作
一控制器的外型如上图所示。用户使用到的资源包括: 一控制器的外型如上图所示。用户使用到的资源包括: 1。一个与PC机通信的USB接口; 2。一个C8000(DMX512)信号输出口; 3。两个同步信号接口,一个主同步口,一个从同步口,作为主控制器时则 使用主4。4。同步口,作为从控制器时则使用从同步口; 5。三个功能按键,一个模式键,两个速度调节按键; 6。信息显示LCD。 二C8000(DMX512)控制器的特点 控制器的特点 1。输出标准的C8000(DMX512)数据信号,可以驱动任何遵照 C8000(DMX512)协议的灯具; 2。一个控制器的最大控制通道数为512; 3。与PC采用USB通信协议,数据传输速度快; 4。可以多个控制器并行工作,以满足较大型的灯光系统的需要,不同 控制器之间5。5。通过同步信号实现演示效果同步; 6。存储容量可变,根据用户需求,数据存储器的型号可变,标准配制 为16M,可存储大约30分钟的演示节目(512通道,25帧/秒)。
Emitter
Lambertian
60 @ 700mA
80 @ 1A
5500K
Emitter
Lambertian
3W 的LED在1.4A电流下的亮度
2 汉城LED的电压,色温,波长,电流参数
1W LED的电压,电流参数:
总结 1.红色LED的电压不同(流明LED是2.31V~3.51V。汉城 LED是2.0V~3.0V) 1.其他颜色的LED电压不同(流明LED是2.79V~3.99V。 汉城LED是3.0V~4.0V)
大功率led恒流源芯片
大功率led恒流源芯片LED(Light-Emitting Diode)是一种半导体光源,具有高效、节能、寿命长等优点,在照明、显示和信息传输等领域得到广泛应用。
为了驱动高功率LED,需要使用恒流源芯片来提供稳定的电流。
一、大功率LED恒流源芯片的原理大功率LED恒流源芯片的主要原理是通过反馈控制,保持LED电流的恒定。
它通常由一个电流检测电阻、一个比较器和一个功率驱动器组成。
1. 电流检测电阻:将LED串联电路中的电流转化成电压信号。
电流检测电阻的阻值大小直接影响到电流的测量精度。
2. 比较器:将电流检测电阻输出的电压信号与参考电压进行比较,生成一个误差信号。
误差信号表示实际电流与设定电流之间的差异。
3. 功率驱动器:根据比较器输出的误差信号,调整输出电流,使其接近设定电流。
功率驱动器通常采用PWM(脉宽调制)技术,通过调节脉冲宽度来控制输出电流。
二、大功率LED恒流源芯片的特点1. 高精度恒流输出:大功率LED恒流源芯片具有高精度的电流输出能力,能够保持恒定的电流,确保LED的亮度稳定。
2. 宽输入电压范围:大功率LED恒流源芯片通常能够适应宽范围的输入电压,从几伏到几十伏都可以正常工作。
3. 温度保护功能:大功率LED恒流源芯片通常内置了温度保护功能,当芯片温度超过一定阈值时,会降低输出电流,以保护芯片的安全性和寿命。
4. 高效率:大功率LED恒流源芯片通常具有高效率的功率转换能力,能够最大限度地减少能量损耗。
5. 可编程性:一些大功率LED恒流源芯片具有可编程功能,可以通过外部接口进行参数设置和调节,以满足不同应用的需求。
三、大功率LED恒流源芯片的应用大功率LED恒流源芯片广泛应用于以下领域:1. 照明应用:大功率LED恒流源芯片可以驱动高功率LED灯具,用于室内照明、道路照明、景观照明等。
2. 显示应用:大功率LED恒流源芯片可以用于驱动LED显示屏、大屏幕电视等,提供稳定的亮度和色彩效果。
led灯驱动器原理
led灯驱动器原理LED灯驱动器原理LED(Light Emitting Diode)是一种半导体器件,具有低功耗、高亮度、寿命长等优点,因此在照明、显示、指示等领域得到广泛应用。
而LED灯驱动器则是将电能转化为适合LED工作的电流和电压的装置,起到控制和保护LED灯的作用。
LED灯驱动器的基本原理是通过提供恒定的电流或电压来驱动LED 灯。
常见的驱动方式有恒流驱动和恒压驱动两种。
恒流驱动是指在驱动LED灯时,通过控制电流使其保持恒定。
由于LED的亮度与电流成正比关系,因此恒流驱动可以确保LED灯的亮度稳定。
恒流驱动器通常由一个恒流源和一个电流调节电路组成。
恒流源可以是电流源电路或电压源电路,电流调节电路通常是一个电流反馈控制回路,通过调整电流源的输出电流来保持恒定的电流。
恒压驱动是指在驱动LED灯时,通过提供恒定的电压使其正常工作。
由于LED的工作电压是固定的,因此恒压驱动可以确保LED灯的正常工作。
恒压驱动器通常由一个恒压源和一个电压调节电路组成。
恒压源可以是电压源电路或电流源电路,电压调节电路通常是一个电压反馈控制回路,通过调整电压源的输出电压来保持恒定的电压。
LED灯驱动器还可以根据需要进行调光控制。
调光控制可以通过改变驱动器输出的电流或电压来实现。
常见的调光控制方式有PWM调光和电流调光。
PWM调光是通过改变驱动器输出的脉冲宽度来改变LED灯的亮度,脉冲宽度越大,LED灯亮度越高。
电流调光是通过改变驱动器输出的电流来改变LED灯的亮度,电流越大,LED灯亮度越高。
除了恒流驱动和恒压驱动外,还有一种常见的驱动方式是恒功率驱动。
恒功率驱动是指在驱动LED灯时,通过保持输出功率恒定来控制LED灯的亮度。
恒功率驱动器通常由一个恒功率源和一个功率调节电路组成。
恒功率源可以是功率源电路或功率源电路,功率调节电路通常是一个功率反馈控制回路,通过调整功率源的输出功率来保持恒定的功率。
LED灯驱动器的原理是通过提供恒定的电流或电压来驱动LED灯,并通过调光控制来实现LED灯的亮度调节。
led恒流源电路工作原理
LED恒流源电路是一种电路设计,用于为LED提供稳定的电流,以确保LED的亮度和寿命的稳定性。
LED(发光二极管)是一种电子元件,其特点是高亮度、低能耗和长寿命。
而LED恒流源电路的作用就是通过控制电流来保证LED的亮度和寿命。
LED恒流源电路的基本原理如下:1.电流稳定性:LED恒流源电路的主要作用是提供稳定的电流给LED。
为LED提供恒定的电流可以确保LED的亮度不受电压变化的影响,而只受电流的变化影响。
LED的亮度和光强度与电流成正比,因此提供稳定的电流可以确保LED的光亮度稳定。
2.电流控制:LED恒流源电路通过电流控制器来实现电流的稳定。
电流控制器通常采用负反馈原理,将测量的电流与设定的参考电流进行比较,然后通过调节开关管的导通时间来控制电流的大小。
当实际电流低于设定值时,电流控制器会增加开关管的导通时间,以增加电流;当实际电流高于设定值时,电流控制器会减少开关管的导通时间,以减小电流。
3.电流源:LED恒流源电路一般使用电流源来提供稳定的电流。
电流源可以是线性电流源或开关电流源。
线性电流源一般是利用放大器和电阻组成的,通过调节电阻来改变电流;而开关电流源则是利用开关元件(如MOS管)的开关动作来改变电流。
4.防止LED热失效:LED的发光强度和寿命与温度密切相关。
LED恒流源电路可以通过控制电流来防止LED因过热而失效。
当LED工作时,其发热量会导致温度升高,如果电流过大,温度将升得更高,可能导致LED的故障。
因此,LED恒流源电路可以根据LED的特性,设定适当的电流值,以控制LED的温度在安全范围内。
5.提高电路稳定性:LED恒流源电路可以提高整个电路的稳定性。
LED恒流源电路可以根据LED的特性和工作环境,合理设计电路参数,以提供稳定的电流。
这些参数包括电流源的设计、电源稳压器的选择和滤波电容的设置等。
通过合理设计,LED恒流源电路可以减小电流波动和电压波动对LED的影响,提高整个电路的稳定性。
LED的恒流驱动
•
4.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。 • 5.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。 • 6. 防护方面 灯具外安装型,电源结构要防水、防潮, 外壳要耐晒。 • 7. 驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。
12
开关电源+直流恒流源
• 稳压型开关电源技术成熟,价格低廉 • 可以采用一个大功率多路输出稳压源驱动几个 直流恒流源 • 开关电源的一个缺点是效率比较低(85%左右) • 还有一个功率因素的问题(<65W,大约在0.5-0.7) • 直流恒流源放在LED灯头内,与LED组合成模块 • 交流开关电源可以和灯光控制器放在一起(放在 灯杆下面或上面)
6
第一种 恒流驱动
直流入-直流出 (DC/DC)
7
应用场合
• 太阳能LED灯具 12V,24V • 汽车LED车灯 12V,24V,48V • 电动自行车LED车灯 12V,24V,36V • 一组公用AC/DC恒压开关电源供给几组 恒流源
8
智能型可调光太阳能LED路灯的构成
PWM可调光 控制器
半夜
后半夜
时间
10
第二种
AC/DC 恒流源
交流输入
直流输出
11
交流电的主要优缺点
• • • • • • • 在大多数情况下交流电随处可得,路灯例外 交流电源都必须整流以供直流的LED使用 整流器的效率低,开关电源通常只有85%的效率 功率因素也是一个问题,开关电源只有60-70%左右 交流整流器中都离不开电解电容 一般电解电容寿命在105度时只有一千小时 LED灯具中的温度有可能高达85度,按每降10度提高一 倍,也只有4000小时 • 而LED的寿命高达5-10万小时 • 电解电容将成为交流供电的LED路灯寿命的主要限制者 • 必须采用寿命高达5000小时(105度)的长寿命电解电容, 这样在85度时寿命可达20,000小时
led灯带驱动器原理
LED灯带驱动器原理一、引言随着科技的不断进步,LED灯带已成为一种常见的照明装饰产品,被广泛应用于家居、商业和舞台等领域。
而使LED灯带正常工作的关键就是LED灯带驱动器。
本文将对LED灯带驱动器的原理进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、LED灯带驱动器的作用和分类LED灯带的驱动器主要起到功率转换和电源管理的作用。
根据驱动方式和应用场景的不同,LED灯带驱动器可分为如下几类:1. 恒流驱动器(Constant Current Driver)恒流驱动器是最常见的一种LED灯带驱动器。
它的主要功能是通过将电源的恒定电流转换为驱动LED灯带所需的恒定电流,确保LED灯带在工作过程中电流的稳定性。
恒流驱动器通常还配备了过载保护和短路保护等功能。
2. 恒压驱动器(Constant Voltage Driver)恒压驱动器是另一种常见的LED灯带驱动器。
它的工作原理是将电源提供的恒定电压转换为驱动LED灯带所需的恒定电压。
与恒流驱动器不同,恒压驱动器需要根据实际需要调整电流,因此在设计和使用时需要注意电流是否过大,以免损坏LED灯带。
3. 调光驱动器(Dimmable Driver)调光驱动器是可以调节LED灯带亮度的驱动器。
它可以根据用户的需求,通过调整输出电流或电压来改变灯带的亮度。
调光驱动器应用广泛,如家居照明中的智能调光系统。
三、LED灯带驱动器的工作原理LED灯带驱动器主要由开关电源、控制芯片和电源管理电路组成,不同类型的驱动器在工作原理上有所区别。
1. 开关电源的工作原理开关电源是LED灯带驱动器的核心部件,它主要通过开关管的开关动作,将交流电转换为直流电,并对电压或电流进行调节。
其工作原理如下:1.输入端整流滤波:将交流电通过整流器进行整流,然后通过滤波电路将交流电转换为平滑的直流电。
2.输入端功率因数校正:由于交流电的功率因数通常不高,为了提高功率因数,开关电源通常会加入电流回路,通过对输入电流进行校正,改善功率波形。
LED驱动电源恒流电路方案详解
LED驱动电源恒流电路方案详解恒流方案大全恒流源是电路中广泛使用的一个组件,这里我整理一下比较常见的恒流源的结构和特点。
恒流源分为流出(Current Source)和流入(Current Sink)两种形式。
最简单的恒流源,就是用一只恒流二极管。
实际上,恒流二极管的应用是比较少的,除了因为恒流二极管的恒流特性并不是非常好之外,电流规格比较少,价格比较贵也是重要原因。
最常用的简易恒流源如图(1)所示,用两只同型三极管,利用三极管相对稳定的be电压作为基准,电流数值为:I=Vbe/R1。
这种恒流源优点是简单易行,而且电流的数值可以自由控制,也没有使用特殊的元件,有利于降低产品的成本。
缺点是不同型号的管子,其be电压不是一个固定值,即使是相同型号,也有一定的个体差异。
同时不同的工作电流下,这个电压也会有一定的波动。
因此不适合精密的恒流需求。
为了能够精确输出电流,通常使用一个运放作为反馈,同时使用场效应管避免三极管的be电流导致的误差。
典型的运放恒流源如图(2)所示,如果电流不需要特别精确,其中的场效应管也可以用三极管代替。
电流计算公式为:I=Vin/R1这个电路可以认为是恒流源的标准电路,除了足够的精度和可调性之外,使用的元件也都是很普遍的,易于搭建和调试。
只不过其中的Vin还需要用户额外提供。
从以上两个电路可以看出,恒流源有个定式(寒,“定式”好像是围棋术语XD),就是利用一个电压基准,在电阻上形成固定电流。
有了这个定式,恒流源的搭建就可以扩展到所有可以提供这个“电压基准”的器件上。
最简单的电压基准,就是稳压二极管,利用稳压二极管和一只三极管,可以搭建一个更简易的恒流源。
如图(3)所示:电流计算公式为:I=(Vd-Vbe)/R1TL431是另外一个常用的电压基准,利用TL431搭建的恒流源如图(4)所示,其中的三极管替换为场效应管可以得到更好的精度。
TL431组成流出源的电路,暂时我还没想到:)TL431的其他信息请参考《TL431的内部结构图》和《TL431的几种基本用法》电流计算公式为:I= 2.5/R1事实上,所有的三端稳压,都是很不错的电压源,而且三端稳压的精度已经很高,需要的维持电流也很小。
大功率LED照明恒流驱动方案介绍(精)(精选5篇)
大功率LED照明恒流驱动方案介绍(精)(精选5篇)第一篇:大功率LED照明恒流驱动方案介绍(精)大功率LED 照明用恒流驱动方案介绍序言LED 即发光二极管,是一种半导体固体发光器件。
它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。
LED 一般被称为第四代照明光源或绿色光源,具有高节能、利环保、寿命长、体积小、高亮度等特点,可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域;LED 灯作为一种新的照明用光源,正在逐渐得到大规模和大范围内的应用;LED 照明灯自身在节能,长寿,高能效,亮度方便可调节等方面的优异特性也符合现在倡导的低碳,环保的大趋势;目前,LED 照明在LED 背光,LED 广告灯,LED 幕墙,大功率LED 路灯,LED 节能灯及日光灯,LED 显示等领域得到广泛深入的应用;预计在未来几年内,LED 灯将可能逐渐进入家庭照明,室内外照明等领域,成为一种重要的照明光源。
决定LED 灯的性能和寿命的核心部分是LED 恒流驱动电路,LED 灯的寿命(光亮度衰减)与驱动电流的稳定性和电流纹波或杂讯息息相关,LED 灯的可靠性主要取决于驱动芯片的可靠性和各种安全保护措施;芯龙半导体作为专业的电源管理芯片设计者,提供一系列高压,大电流,高效率,高可靠性,高性价比的LED 恒流驱动芯片;在大电流LED 单片全集成恒流驱动芯片领域,芯龙处于全球范围内的业界领先地位。
芯龙半导体的一系列LED 驱动芯片支持市电,直流稳压电源,太阳能电池,电子变压器,交流变压器,蓄电池,车载电源等多种供电方式;输出恒流驱动LED 的功率从10W~100W全系列;LED 模组可以串联,并联,串并联结合等多种连接方式;电路拓朴支持降压,升压,升降压等多种结构。
上海芯龙半导体致力于开发耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的单片开关模拟电源管理类集成电路,开发出一大批耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的产品,逐步推向市场,可以应用于绝大部分供电的领域和应用。
LED驱动电源恒流电路方案详解
恒流方案大全恒流源是电路中广泛使用的一个组件,这里我整理一下比较常见的恒流源的结构和特点。
恒流源分为流出(Current Source)和流入(Current Sink)两种形式。
最简单的恒流源,就是用一只恒流二极管。
实际上,恒流二极管的应用是比较少的,除了因为恒流二极管的恒流特性并不是非常好之外,电流规格比较少,价格比较贵也是重要原因。
最常用的简易恒流源如图(1) 所示,用两只同型三极管,利用三极管相对稳定的be电压作为基准,电流数值为:I = Vbe/R1。
这种恒流源优点是简单易行,而且电流的数值可以自由控制,也没有使用特殊的元件,有利于降低产品的成本。
缺点是不同型号的管子,其be电压不是一个固定值,即使是相同型号,也有一定的个体差异。
同时不同的工作电流下,这个电压也会有一定的波动。
因此不适合精密的恒流需求。
为了能够精确输出电流,通常使用一个运放作为反馈,同时使用场效应管避免三极管的be电流导致的误差。
典型的运放恒流源如图(2)所示,如果电流不需要特别精确,其中的场效应管也可以用三极管代替。
电流计算公式为:I = Vin/R1这个电路可以认为是恒流源的标准电路,除了足够的精度和可调性之外,使用的元件也都是很普遍的,易于搭建和调试。
只不过其中的Vin还需要用户额外提供。
从以上两个电路可以看出,恒流源有个定式(寒,“定式”好像是围棋术语XD),就是利用一个电压基准,在电阻上形成固定电流。
有了这个定式,恒流源的搭建就可以扩展到所有可以提供这个“电压基准”的器件上。
最简单的电压基准,就是稳压二极管,利用稳压二极管和一只三极管,可以搭建一个更简易的恒流源。
如图(3)所示:电流计算公式为:I = (Vd-Vbe)/R1TL431是另外一个常用的电压基准,利用TL431搭建的恒流源如图(4)所示,其中的三极管替换为场效应管可以得到更好的精度。
TL431组成流出源的电路,暂时我还没想到:)TL431的其他信息请参考《TL431的内部结构图》和《TL431的几种基本用法》电流计算公式为:I = 2.5/R1事实上,所有的三端稳压,都是很不错的电压源,而且三端稳压的精度已经很高,需要的维持电流也很小。
led恒流驱动器工作原理
led恒流驱动器工作原理
LED恒流驱动器是用来驱动LED灯的电子设备。
它的工作原理是通过控制电流的大小来实现对LED的驱动。
首先,恒流驱动器通过输入电源将电能转换为电流。
这个输入电源可以是交流电源,也可以是直流电源。
然后,恒流驱动器内部的电路将电流进行稳定,以确保输出的电流恒定。
接下来,恒流驱动器将稳定的电流输出到LED灯。
LED是一种半导体器件,它只能通过电流来工作,而不能通过电压来驱动。
因此,恒流驱动器的输出电流必须能够满足LED的工作电流要求,以确保LED能够正常工作。
同时,恒流驱动器还有保护功能,它可以监测LED的工作情况。
如果LED出现故障或者短路,恒流驱动器会自动停止输出电流,以避免LED受到损坏。
这样可以提高LED的使用寿命并保证LED的稳定工作。
总结来说,LED恒流驱动器的工作原理是通过将电能转换为稳定的电流,并将这个稳定的电流输出给LED灯。
这样可以满足LED的工作要求,保证LED的正常工作,并提高LED 的使用寿命。
led灯恒流驱动器原理
led灯恒流驱动器原理
LED灯恒流驱动器是一种电子设备,用于将交流电源转换为
恒定的直流电流供应LED灯使用。
其主要原理是通过电子元
件的控制,稳定输出恒定的电流,以保证LED灯的亮度和使
用寿命。
恒流驱动器的主要组成部分包括电源输入、电流传感器、控制电路和输出端。
首先,交流电源输入提供电源供应,可以通过插座或电池等形式供电。
交流电源经过整流和滤波处理后,转换成大致稳定的直流电源。
然后,电流传感器用于检测电流的大小,一般采用电阻或电感等元件。
当电流传感器检测到电流低于或高于设定的阈值时,会发出相应的信号。
接下来,控制电路通过接收电流传感器的信号,对恒流驱动器进行控制。
当电流低于设定阈值时,控制电路将增加电流输出,以保持恒定的电流。
当电流高于设定阈值时,控制电路将减少电流输出,以保持恒定的电流。
控制电路还可以进行限流保护,以防止电流过大损坏LED灯。
最后,输出端将稳定的直流电流输出给LED灯。
LED灯会根
据输入的电流亮度来发光,而恒流驱动器的输出能力要足够满足LED灯的工作要求。
总之,LED灯恒流驱动器通过电流传感器和控制电路的配合,可以保证LED灯恒定的电流供应,从而保证其稳定的亮度和
长期的使用寿命。
LED为何要采用恒流源驱动-PPT文档资料
主讲:
段海正
LED DRIVER:
LED DRIVER 是大功率LED电源专用驱动器.它 可以由市电直接控制转变成DC恒流输出,它输 出的电压可以随LED的个数去变化.
100~240V AC
LED为何要采用恒流源驱动 :
§避免驱动电流超出最大额定值,影响 其可靠性。 §要获得预期的亮度要求,并保证各个 LED亮度,色度的一致性。
LED的特性:
即发光亮度与通过的电流量几乎呈线性 正比关系。因此要使LED发出的相同亮度 时,必须保持被连接一起LED的电流量是 一致。
LED常规特性曲线(1)
(mcd) Luminance intensity 电流-亮度 关系曲线
IF(mA)
LED
生产工艺:
LED生产出来时,不可避免会有亮度不一 致的特性。(因 VF 值也不一样), LED 生产厂商只能采用分光机进行将LED发光 亮度做大体的分类(也就是选一个适当 范围的VF值)。
Leakage current
电压调整率:
电流最大值 电流 电流最小值
I I I I I
I
负载调整率:
输出电流的变化
输出电流
I I I I I I I I I I
电流 电流 电流
I
I
公司所开发的LED DRIVER命名方式:
LED DRIER目前新开发的产品系列:
Low Power Factor LED Driver
NEO-LED-350-27DW
Waterproof IP65
NEO-LED-350 Power Factor LED Driver Voltage Range :100-240VAC Output Current :DC 350mA Output Power :9W Output Voltage :DC 3-27V LED Type :1W
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
详解大功率LED 恒流驱动地设计原理
时间:2018-01-03 15:16:32 来源:作者:
0 引言
光伏发电行业作为一种新兴行业,其发展具有突飞猛进地趋势.光伏照明是光伏产业中地支柱产业.由于光伏电池所发出来地电如果不经过一次变换地话是直流电,因此,LED 光源作为一种直流电光源,尤其适合光伏照明产业.但是,LED 地高效节能地优点要想保证地话,其驱动具有尤为重要地作用.本文对大功率LED 和小功率LED 适合地驱动进行了比较研究.并且提出一种基于PT4115地高效率地大功率LED 恒流驱动解决方案.该种驱动电路简单、高效、成本低,适合当今太阳能产品地市场化发展.
1 LED 工作特性
LED 具有对电压敏感地特性,当LED 两端电压超过其导通电压后.可近似地认为其正向电压VF和正向电流IF 成比例关系.因此,电压地变化会引起电流地变化.
图1 LED 地VF 和IF 特性曲线线
从图1 可以看出电压地微小变化会引起电流地极大变化.由此,可以得出对于LED 应该采用恒流驱动,防止流过LED 电流地极大波动,影响LED 地使用寿命.因此,不管是交流恒流驱动还是直流恒流驱动,其输出端LED 两端电压地峰峰值最好控制电流在几十毫
安.DXDiTa9E3d
2 LED 常用驱动技术比较研究
2. 1 电阻镇流驱动
图2 采用镇流电阻驱动地原理图
从图2 中可见,采用电阻镇流地驱动方式就是在LED 灯串上串联上镇流电阻.通过镇流电阻降低在LED 灯串上地电压,防止LED 过压被击穿.镇流电阻地驱动方式实际上就是通常所说地恒压驱动方式.该种驱动方式虽然简单,但是在镇流电阻上会有损耗,并且,损耗会随输入电压地增大而增大.因此,该种技术作为最早地驱动技术,已经随着技术地发展,逐渐被取代.RTCrpUDGiT
2. 2 PWM恒压驱动方式
众所周之,PWM驱动方式本身具有驱动效率高地优点.因此,采用PWM 恒压驱动方
式具有效率高,驱动电路简单地优势.但是,镇流电阻这种恒驱动方式,已经不适合当今光伏照明地简洁、高效地趋势.因此,PWM恒压IC 随之出现.
图3 恒压驱动原理
对于采用恒压驱动<见图3) ,因输出到LED 负载两端地压降不变,如果其中一路地某颗LED 发生短路故障,则这个输出地恒压压降将全部降在其它LED 两端,则剩余地每颗LED 承受地电压可能超过电压额定值,而将其烧毁.jLBHrnAILg
LED 因其VF 值特性原因做不到相同,随着温度及电流大小也有些VF 值也会发生变化,一般不适合并联设计.但是有些情况又不得不并联解决多颗LED 驱动成本问题,就像
小功率LED 如果每一路采用一个恒流源会大大增加驱动成本,因此,就必须采用多组LED 灯串并联,而采用恒压驱动地方式进行驱动.xHAQX74J0X
因此, 即使采用恒压驱动地方式, 也要选择PWM恒压驱动IC ,提高驱动效率.
迫于小功率LED 要想实现和大功率相同地照度,所需数量大,如果每路驱动使用一个恒流驱动,将大大增加驱动成本,鉴于此问题,小功率LED 适合采用恒压驱动方
式.LDAYtRyKfE
2. 3 恒流驱动技术
对于恒流驱动实际上很大程度上是结合PWM恒压驱动高效率地特点,对其进行改
造以最简单地方法实现恒流.
对于PWM恒压IC 内置一个基准电压,通过采样反馈端FB 端电压和内置电压比较,以控制PWM输出占空比,以实现恒压驱动.Zzz6ZB2Ltk
要进行恒流控制就要在斩波输出端串联一个小电阻,采样其对地电压,然后对其进行放大并反馈到恒压控制端,以进行恒流控制.由于采样电阻串联在输出回路里,要降低落在电阻上地功耗,就要尽量减小电阻地阻值,通常选0. 1 Ω电阻.dvzfvkwMI1
采用恒流驱动,必须每一路LED 灯串有一个恒流源驱动.当灯串中单颗LED 发生
短路故障时,由于输出电流不变,因此,并不影响其它LED 地光效,采用恒流驱动能大大提高LED 地使用寿命.rqyn14ZNXI
3 基于PT4115 地恒流驱动技术
3. 1 PT4115 芯片简介
1)极少地外部原件
2)很宽地电压输入范围:从8 V 到30 V
3)最大输出1. 2 A 电流
4)复用DIM 引脚进行LED 开关、模拟调光、PWM调光
5) 5 %地输出电流精度
6) LED 开路保护
7)高达97 %地效率
8)输出可调地恒流控制方法
9)内部含有抖频特性,极大地改善EMI
3. 2 典型应用电路
图4 PT4114 典型应用电路
对于PT4115 <见图4)即可以应用于12~18 V 地交流,也可应用在8 V~30 V 地直流.因此,应用范围更加广泛.并且,驱动电路简单,所需元器件均价格低廉.适合批量、市场化.EmxvxOtOco
3. 3 PT4115 恒流原理
保持采样端<CSN)输入电压值为IC 内部设定值相对于VIN 电压值不变即可实现恒流.因为:
式中:
ILED ---流过L ED 地电流;
VCSN ---电压检测端电压;
RS ---电流采样电阻.
从式<1)可见,只要保证采样端电压相对于输入端电压不变,就能使流过LED 地电流恒定.
3. 4 PT4115 调光措施
PT4115 采用PWM 调光措施,当DIM 引脚电压低于0. 3 V 时关断LED 电流,高于2. 5 V 时开启LED 电流.SixE2yXPq5
PWM调光措施相对于传统地线性调光,不影响LED 地光效.PWM 调光地基本原理是保持LED 正向导通电流恒定,而通过控制电流导通和关断地时间比例,即控制每个周期电流导通地时间.PWM 调光地优势是LED 正向导通地电流一直是恒定地,LED地色度就不会像模拟调光一样会变化.PWM调光可以在精确控制LED 地亮度地同时,也保证LED 发光地色度.6ewMyirQFL
线性调光是通过改变流过LED 地电流来调整光效地,流过LED 地电流地变化必然会影响LED 地色度.
因此,PWM调光相对传统地线性调光具有很大地进步.
3. 5 PT4115 频抖改善EMI 地原理
频率抖动技术<Frequency Jitter)是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI 问题地新方法.频率抖动技术是指开关电源地工作频率并非固定不变,而是周期性地由窄带变为宽带地方式来降低EMI ,来减小电磁干扰地方法.
频率抖动技术通过扩展电源噪声频谱地方式降低了窄带EMI.对于可以抖动多少地振荡器频<fs) ,存在一些局限性.其中一些局限因素是开关损耗和磁路设计.为了将升压电感尽可能地保持较小,并将开关损耗保持在可控范围内,频率抖动应不超过基本频率地20 %至30 %.
3. 6 PT4115 地动态温度调节和过温保护
对于PT4115 具有动态温度调节地功能,并且,可以在此功能地基础上实现过温保护.
3. 6. 1 动态温度调节.
图5 动态温度调节原理图
从图5 中可见,DIM 端内部是一个1MΩ地上拉电阻,连接到内部5V 电源上.DIM 端电压由内部上拉电阻和热敏电阻NTC 分压决定.从热敏电阻地特性可以知道,温度地变化会影响NTC 地阻值,进而影响DIM端电压,以实现PT4115 地动态温度调节.M2ub6vSTnP
3. 6. 2 过温保护地实现.
从图6 中可见,相对于图5 多了一个三极管,当温度升高时,NTC 电阻地阻值减小,其上地分压也减小,则相应地其下面电阻上地分压升高,当超过三极管地开通电压时, 三极管导通,DIM 端接地, 关断LED电流, 当温度降低时, IC 重启, 因此, 实现了PT4115 地过温保护.0YujCfmUCw
图6 过温保护地实现原理图
3. 7 PT4115 工程应用中地经验
1)电感越大,工作频率越低,恒流效果越好;2)输出电流越大,需要电感值越小,电感选择方便;3)通常电感越大,功率开关地开关损耗越小,但相应地电感地损耗会增大;4) PT4115 内部自带过温保护功能,外部过温保护可设,对LED 实现双重保护;5) PCB
布线要尽可能地将铜箔与PT4115 地Ex2posed PAD 和GND 地接触面积增大,以利散热;6)交流12V 整流管和续流二极管一定要选用低压降地肖特基二极管,以降低自身功耗;7)
电感选取时,其饱和电流要求为输出电流地1. 5 倍.
4 实验结果
4. 1 效率测定
采用实验室精密仪表,对PT4115 地输出效率进行了测量,现以输出为3 颗LED 串
联负载为例,其结果见表1.
表1 不同输入电压下,输出效率测定
从表1 可见, PT4115 地整体供电效率维持在91 %以上,相对于当前市场上地恒流源,是一款效率高地产品.并且,单路可以实现驱动最多7 颗1W地LED 串联.由于,外围电路简单, IC 封装体积小,可以将恒流驱动和LED 负载整合在一块铝基板上,实现驱动、散热
一体化地模组方案.GMsIasNXkA
4. 2 实验波形
通过示波器采样肖特基二极管两端地波形,同样以3 颗LED 负载为例进行采样.
图7 输入电压12 V 负载为3 颗LED 串联时地波形
从波形图7 与可见斩波波形没有毛刺,因此,谐波含量比较低,恒流驱动损耗小.
5 小结
本文通过对各种常用驱动技术进行比较,得出大功率LED 应采用恒流驱动地结论.并且,详细介绍了基于PT4115 地大功率LED 恒流驱动地原理、优点、及其电路实现.同时, 也详细叙述了在采用PT4115 实现恒流驱动过程中地经验总结.最后对其实验结果进行了描述,证明了该驱动地合理性、高效性、简洁性等突出优点.该恒流驱动具有很强地工程实用性.。