LED驱动电路详细介绍.doc

1、1LED 驱动电路详细介绍内容摘要： 论文提出了几种有代表性的实用 LED 驱动电路方案，并对每一种驱动电路的工作原理，优缺点及适用范围进行了较详尽的论述。对 LED 用户合理选用驱动电路有一定的指导作用。论文并附电压系数计算表、LED 恒流驱动器型谱图、恒流驱动器性能对比表、恒流驱动器接线图等图表 4 张。 一、概述LED 是一种节能、环保、小尺寸、快速、多色彩、长寿命的新型光源。近年来国内许多厂家都在积极研发 LED 新型灯具。但是一个不容忽视的事实是与LED 灯配套的驱动器却没有及时跟上来，驱动电路性能不佳，故障率高，成了LED 推广应用的瓶颈，其中还有许多技术问题需要研究解决。接触过

2、LED 的人都知道：由于 LED 正向伏安特性非常陡（正向动态电阻非常小） ，要给 LED 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。为了稳住LED 的工作电流，保证 LED 能正常可靠地工作，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，而复杂的是用许多电子元件构成的“恒流驱动器” 。近两年来，我公司为解决研发 LED 灯的需要，广开思路对各种可能有使用价值的 LED 驱动电路，从简单到复杂，从小功率到大功率，从直流到交流，全面深入地进行了试验研究，从中提炼出了几种有代表性的驱动电路方案，经试用效果

3、良好。下面逐一介绍，与同行作一次交流。二、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：2（1）LUIRI 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。一般资料提供的镇流电阻 R 的计算公式是： (2)LURI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

4、然没有顾及。因此用它设计出的电路，性能没有保证。笔者摸索出一种新的设计计算方法，取名叫“电压系数法” 。它是从电流稳定度和用电效率的要求出发，再计算出镇流电阻 R 和电源电压 U 的值。这样设计出来的电路，就能满足三个条件：电流稳定度 ；用电效率 和工作电流 I I。电压系数法的内容如下：（公式中用到的符号见图 1）首先建立电压系数定义： （3） （电源电压与 LED 工作LUK电压之比）;根据原始公式（1） ，经数学推导（过程省略）可得下列计算公式：电流稳定度 () （4） （假定 ）1IKU 0LU；用电效率 = () （5）;0镇流电阻 R= () （6） ；1LUKI电源电压 U= （

5、 V） （7）L为简化计算，电流稳定度与用电效率两项的计算结果，已做成电压系数3（K）计算表（见附表 1） 。据选定的 K 值，可快速查出对应的 和 值。从I表中数据看出：随着 K 值的增加，电流稳定度增加，但用电效率则下降。因此设计选取 K 值时，应兼顾这两者的不同要求，取一个折中值。电压系数法设计举例：已知：LED 参数 =9V I=20 mA；开关稳压电源供电， 较小，按LUU5考虑。取 K=1.3 （查电压系数计算表 ： =21.7 =76.9）I按（6）式：镇流电阻 R= ; 取 150 91.31350.2按（7）式：电源电压 U= 11.7 V 取 12V 电压系数法的核心是正确

6、选择 K 值，笔者建议：用稳压电源供电， K 值取1.31.4; 而电源电压波动较大的条件下，K 值取 1.51.6。在实际应用中，单只小功率 LED 仅能做信号灯。要想做成 LED 灯具，有时要用到几十甚至数百只超高亮度小功率 LED，才能达到使用的要求。为便于供电（高电压、小电流）或最好直接由市电220V 供电，通常将许多 LED 串联后，再串一只镇流电阻组成一条支路，最后将若干条支路并联起来4构成整个灯具电路（见图 2 右 ） ，这种接法简称为“串并”接法。此接法有一个明显的缺点是支路中的任一只 LED 断路时，该支路所有 LED 都不亮，故障影响面大。一种经改进的“串并串”接法对这问题

7、解决得较好（见图 2 左 ） 。所谓“串并串”是先用少量 LED 串联再串镇流电阻组成一条支路，再将若干条支路并联组成“支路组” ，最后将若干“支路组”再串联构成整个灯具电路。此种接法不仅缩小了断一只 LED 的故障影响面，而且将镇流电阻化整为零，将几只大功率电阻变成几十只小功率电阻，由集中安装变成分散安装，这样既利于电阻散热，又可以将灯具设计得更紧凑。根据经验：支路串联 LED 数不宜多，一般取 36 只；支路并联数不宜少，至少应大于 5 条。这样当 1 条支路断路时，其余 4 条支路电流都将增加 25，因此在选定 LED 正常工作电流时要留出过载余量。三、镇流电容方案此方案的原理电路见图

8、3。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。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5较高的场合更为适用。电路设计计算：直流输出电压 和支路镇流电阻 R: 可按“电压系数法”的公式（7）和0U公式（6）计算。直流输出电流: ( N支路数；0.8安全系数 ) （8）0.8I镇流电容容

9、抗： () （9） （近似估算）0CXI电容 ：C = (F) （10） （近似估算）6102Cf因电路 输入侧是交流，输出侧经整流滤波成直流，很难计算。公式（10）计算出的 C 值精度很低，只能作为参考值，准确值只有通过试验来确定。电容 C1 起滤波作用，这点非常重要。如果取消它，用示波器从 R 两端观察到 LED 将会承受很高的尖峰电流，威胁 LED 的使用安全。有了它可降低电流的峰值，提高平均值。C1 的值也是通过实验来确定：使峰值系数 =MKCPI（峰值与平均值之比）控制在 1.21.3 比较合适。电阻 R1 是为限制合闸冲击电流而设置的，其值不宜大。电阻 R2、R3 是电容 C、C1

10、 的放电电阻。保证断电后，电容 C、C1 存储的电荷能迅速泄放掉，避免触及遭电击。四、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2050） ，用电效率也低（约 5070） ，仅适用于小功率 LED 灯。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，设计出许多恒流驱动电路。像直流恒压电源一样，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6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

11、 。恒流值 I 由 R 值来确定：(11)1.251.25 V 是 LM337 的基准电压。反过来，根据所要求的恒流值 I，可计算电流取样电阻： （12）.ILM337 最大输出电流可达 1.5 A ，工作压差40V，稳流精度高，可达12，内部设有过流、过热保护，使用安全可靠。LM337 工作在线性状态，其功率损耗 P= I ，在恒流值 I 已定的情况下，0U只有降低工作压差 才能降低功耗。合适的工作压差选择在 48V 范围。低于0U3V 将不恒流了。线性恒流驱动电路一般与直流开关稳压电源配合使用。电源稳压值按下式计算： (13)0LNNLED 串联个数；单只 LED 正向工作电压；LU恒流驱

12、动电路额定工作压差，一般取 6V 计算。0用电效率 = (14)0LLNU7分析上式：降低 及增加 N，提高电源电压，才能提高效率。0U如果直流电源采用负极接地（接机壳） ，集成块 LM337 可直接安装在机壳上，散热效果更好。LM337 最大输出电流 1.5 A，为了得到比它更大的恒流值，可以有三种办法：1将现有恒流电路多个并联使用，总恒流值等于各分路恒流值之和；2在现有恒流电路的基础上，再增加一级电流放大（R2、VT）如图 5。3采用专门设计的大电流恒流驱动电路如图 6。大电流恒流驱动电路结构也很简单，仅由 6 只电子元件组成：三极管 VT1、VT2；电阻 R1、R2、R3 和电容C1。为

13、了得到较高的电流放大倍数和较大的输出电流，调整管 VT2 采用了达林8顿管 TIP137（8A，100V，70W） 。电流取样电阻 R1 的值，可根据所要求的恒流值 I 来计算：（15） 三极管 VT1 发射结电压，约 0.6V。1beURIbeU电路工作原理也很简单：当因电源电压上升或 LED 负载减少导致输出电流I 上升时，电路发生以下调节作用：I I； 当输出电流 I 受扰下降时，调节1R1bI1C2b作用相反。正是这种电流负反馈作用，维持了输出电流 I 的基本恒定。五、开关恒流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

14、：1. 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。2. 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。3. 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。4. 供电不太方便，一般要配开关稳压电源，不能直接用220V 供电。采用开关恒流驱动电路能较好地解决上述问题。下面分别介绍几种开关恒流驱动电路实例，以加深对它们工作原理和特性的了解。A 直流低压开关恒流驱动电路a.由分立元件构成的开关恒流驱动电路9图 7 是一种

15、能将 6V 电源升压至 24V，恒流输出 100mA 的自激开关恒流驱动电路。其调整管 VT1 的工作状态同开关稳压电源完全一样，也是通过自动调节其占空比 D 的大小，来稳定输出。它们的区别是取样电路不同：开关稳压电源是输出电压取样，通过电压负反馈，稳定输出电压；而开关恒流电源是输出电流取样，通过电流负反馈，稳定输出电流。接在 VT1 集电极上的高频变压器 T 有 3 组绕组：N1初级绕组、N2 反馈绕组、N3次级绕组,各绕组同名端在图中已标出。磁芯采用软磁铁氧体材料（R2KB） ，为防止 N1 通过单向工作电流（包含有较大的直流分量） ，使磁芯饱和，磁路中必须加上 0.050.15mm 的空

16、气隙。电路的具体工作过程是这样的：接通 6V 电源，通过 R2 给 VT2 提供小量的基极电流，经 VT2 放大后，再输入 VT1 基极，使 VT1 进入放大区。当 VT1进入放大区后，在 N1 与 N2 强正反馈作用下，VT1 很快进入自激开关振荡状态。振荡频率高达 50100KHZ。在 VT1 饱和导通期间， 6V 电压全部加到 N1 上，N1 上的感应电势是上+下， N3 上的感应电势是上下+，接在 N3 上的二极管 VD3 是截止的。此时 N1 就像一只电感接到 6V 电源上，其线圈电流随时间增长，电能逐渐转化成磁能存储在磁芯中。在 VT1 截止关断期间，感应电势反向，接在 N3 上的

17、二极管 VD3 导通。N3 通过 VD3 给电容 C3 充电，将磁能转化为电能，存储到滤波电容 C3 中。C3 两端电压经反复充电后迅速上升，将LED 灯点亮。同时 LED 工作电流在取样电阻 R9 上产生压降，当此压降增大到大于 VT3（占空比控制管）的发射结压降 （约 0.6V）时，通过 R8 给 VT3beU基极提供负反馈电流，经 VT3 放大，其集电极电流增大，使 VT3 对 VT2 基极电流的旁路作用加大，也即使 VT1 的导通时间缩短，截止时间增长，占空比 D减小，N1 储能减少，C3 储能也减少，C3 两端电压下降，抑制了 LED 工作电流的继续增长，依靠电流负反馈作用，维持在一

18、个稳定值。10恒流值的计算公式：（16）9beUIR因发射结压降 随温度上升而下降，即具有负温度系数特性，所以导致be恒流值也随温度上升而下降，这对防止 LED 工作过热，延长使用寿命有好处。另外恒流驱动电路的输出发生短路或开路是可能的。为保证使用安全，设置短路保护和开路过压保护是必需的。1短路保护：输出短路时，电阻 R9 仍能对短路电流取样，所以不用增加任何元件，利用原有电流负反馈作用， ，就能将短路电流限制在正常恒流值上。2开路过压保护：输出开路时，电阻 R9 没有电流流过，电流负反馈不起作用，占空比失控，输出电压会升高到危险的程度，使电路元件发生大面积击穿损害。在输出端 加接电阻 R7

19、和稳压管 VDw 引入电压负反馈后，就能起到过压保护作用，将过压值限制在 VDw 的击穿值上。因正常工作时输出电压低于 VDw的击穿电压，所以电压负反馈不起作用，不会影响正常恒流工作。b.由 IC 构成的开关恒流驱动电路下面再介绍一种由集成电路 MC34063A 构成的它激开关恒流电路。它的内部结构框图见图 8。11其中包含有占空比控制单元电路：1.25V 基准电压、误差比较器、振荡器、RS 触发器等，还包含有驱动管 VT2 和输出开关管 VT1。在它的外围接上高频变压器 T 及少量电子元件就构成如图 9 所示，将 6V 电源升压至 12V 0.3A的开关恒流电路。图中 为限流电阻，它检测开关

20、管 VT1 流过的电流，使SCRVT1 的电流不超过 1.5A。R1 为驱动管 VT2 的集电极电阻。 是振荡器定TC时电容，选用 470P 时，开关频率约 70KHZ。DV1、R2、C2 构成过压吸收电路，在 VT1 关断瞬间，将在 VT1 集电极上所产生的反冲电压尖峰（下上）吸收掉，防止 VT1 被击穿。同时串接在次级绕组 N2 上的 DV2、C3完成整流滤波作用，并给 LED 供电。R5 是电流取样电阻，当 LED 工作电流在其上产生的压降等于 1.25V 时，占空比受控，输出电流就进入恒流状态。12恒流值计算公式： （17）1.25IR本电路的输出短路保护和开路过压保护与图 7 电路类

21、同：利用 R5 电流取样，抑制短路电流；利用 击穿后，R4+R5 电压取样，抑制开路过电WVD压。MC34063A 的输入电压范围为 340V，既可构成升压电路，也可构成降压电路，如有必要，还可外接开关管扩大输出电流和功率。使用灵活方便。B 交流 220V 开关恒流驱动电路上面介绍的都是直流低压开关恒流电路。它适用于干电池、蓄电池、开关稳压电源供电的场合。如果能直接用市电220V 给 LED 灯供电，那是最方便不过了。要实现这一点，需解决降压、整流、变换效率、较小的体积、较低的成本、还有安全隔离等一系列问题。单片集成开关电路 TOPSwitch系列产品几乎全面满足了上述要求，应属首选方案。由单

22、片集成开关电路 TOP224Y 构成的输入220V，输出恒流 0.4A 输出电压 1032V 的开关恒流电路，如图 10 所示。TOP224Y 是三端器件（见图 11） 。从外表看，它像一只普通的功率三极管，但看一下它的内部结构框图（见图 12） ，就会发现内部电路异常复杂，它把开关电源所必需的 PWM 控制器、100KHZ 高频振荡器、高压启动偏置13电路、误差放大器及过流、过热保护等，还有功率开关管 MOSFET 都集成在一起了。 外围元件减至最少，这样大大地简化了开关电源的设计和制作。它的三个端子分别叫控制极 C、源极 S、漏极 D。三个极都是一极多用。控制极 C 的作用：1. 利用反馈

23、控制 电流 的大小来调I节输出开关管的占空比 D（见图 13） 。从图看出 增大，CID 减小；反之，减小，D 增大。I2. 与内部并联调整器/误差放大器相连，能为芯片提供正常工作所需偏流。3. 作为电源旁路、自14动重启动和补偿电容的连接点。漏极 D 的作用：1. 与片内功率开关管的漏极相连。2. 在启动期间，高压电流源经过内部开关给内部电路提供偏置电流。3. 它还是内部功率开关管工作电流的检测点。源极 S 的作用：1. 与片内功率开关管的源极相连，作为高压电源返回端。2. 作为一次侧控制电路的公共地和基准点。图 10 所示电路是典型的单端反激式开关电路，工作频率已内部设定为 100KHZ。

24、工作过程：220V 经电阻 R1、R2，整流桥 VD1 整流，电容 C1 滤波，在 C1 两端建立起约 280V 的直流高压作为本电路的实际电源。这里说一下几个阻容元件的作用：R1 为 RF10 型保险电阻。在电路发生短路时将被烧断起短路保护作用；R2 为 NTC 型负温度系数热敏电阻，起限制合闸冲击电流的作用。在接通电源初，在常温下，它有较大的电阻值能将合闸电流限制在允许值。随着工作电流的流过，其温度逐渐上升，阻值下降至某一较小的稳定值，正常功耗不大，对电路正常工作无不良影响。VD2、R3、C2 组成漏极过电压吸收电路，用以限制在关断瞬间高频变压器漏感所产生的尖峰电压，保护功率 MOSFET

25、 不被损坏。C6 为控制端旁路电容，它能对控制回路进行补偿并设定自动重启动频率。当C6=47F 时，自动重启动频率为 1.2 。正常工作时，控制电压 的ZHCU典型值为 5.7V。本电路的恒流作用同样依靠电流负反馈原理：R10 是电流取样电阻。VT1 是误差放大器，其发射结压降 （约 0.6V）还充当基准电压的ebU角色。当输出电压 或 LED 压降 LED 电流 0UL0I10RUVT1/ VT1/ 光耦/发光二极管 光耦/接收管ebUbIIcFIC1/控制端电流 IC1/占空比 D输出电压 LEDEIC 0电流 ，从而实现了恒流目的。反之亦然。0输出恒流计算公式： （18）01.6IR本电

26、路的开路过压保护作用同样依靠电压负反馈原理：输出电压经电阻 R8、R9 分压，当 击穿后，给 VT1 提供反馈基极电流，后0UWVD面的过程与恒流时一样，最终将输出电压限制在设定值上。本电路的短路保护作用不能像图 7、图 9 电路那样借用恒流作用来实现。因为输出短路时，输出电压和反馈电压都很低，使 VT1 和光耦IC2 失去了工作能力。好在，片内设置有过流保护，可起短路保护作用。15本电路有过热保护：当芯片结温 135时，自动关断输出级。jT笔者在调试本电路的过程中，曾经历多次失败，并且找不出原因。故障表现是：输出电流不稳；开关振荡也不稳，不起振或常仃振，无法工作。检查电路元件参数又与原理电路

27、图相符，首先怀疑到 TOP224Y 质量有问题，换了一块新的，故障依旧。后将电路元件参数作大范围的改变再试，也未见好的效果。正当寸步难行时，突然想到故障不在原理上，可能就在接线工艺上：是否控制地与电源地没有严格分开（混用） ，导致电源大电流通过公共地线所形成的压降对控制端产生了干扰？后按以下规范去做：1.在试验接线及制作印制电路板时，控制地与电源地必须严格分开，不能混用，仅允许它们在 S 极点上相连接。2.控制极旁路支路 R12、C6 应尽可能靠近 C、S 极连接。再一试，全部故障现象消失，难题迎刃而解，试验获得成功。这两条经验教训值得记取，是一笔终生受益的财富。为验证电路的恒流效果，实测如下

28、数据：从表中数据可见：在宽输入电压范围（150250V）和宽 LED 负载变化范围（13LED串联，输出电压范围 11.431.5V）条件下，输出电流的变化很小,为0.410.44A,恒流精度达5，完全能满足 LED 的供电要求。另外由于芯片采用 CMOS 电路，本身功耗很低，电源效率可达 80以上，有很好的应用前景。六、LED 驱动器使用中应注意的问题1. LED 降容使用。LED 的使用寿命号称 5 万小时，但实际使用发现远小于此值。究其原因之一是散热条件达不到要求，造成 LED 工作结温过高（90） 。16为降低温度，提高发光效率，延长使用寿命可采取两项措施：改进散热器；将 LED 工作

29、电流降至 0.70.8 额定值来使用。工作电流减小后，光通量虽有下降，但不明显，可能是从发光效率提高，得到了补偿所至。2. 使用线性恒流驱动器，特别注意其工作压差。正常的工作压差为 48V，3V 时电流减小将退出恒流区；8V时恒流正常，但恒流驱动器损耗增加，发热严重，既降低了效率，又可能损坏恒流驱动器。合适的工作压差，只能按公式（14） ，对电源电压和 LED 负载电压作严格匹配来实现。电路装好通电后，一定要对工作压差作一次实际检测。3. 隔离式开关恒流驱动器次级输出电源不宜悬空，负极应接地。如图 14 所示。恒流驱动器初级工作在高频（100KHZ）高压（500600V ）状态，相当于一个强干

30、扰源。此干扰源通过高频变压器初、次级绕组之间的分布电容 作用到整0C个次级回路，使其对地可产生数十伏的共模电压。此电压也是 LED要承受的对地电压，有可能造成 LED 对地击穿损坏。当将次级电源负极接地后，共模电压被地线短接消失为零，LED 对地击穿的问题就不存在了。4. 对开关恒流驱动器，要严格遵守：先接好 LED 灯，再接通驱动器电源的操作顺序。如果相反操作，在接通 LED 灯瞬间，将会有极大的冲击电流通过LED 灯，威胁 LED 灯的使用安全。现以图 10 电路为例，对此冲击电流值作一下计算，并对其产生原因作一次分析。相关电路见图15。在驱动器空载的情况下，接通220V 电源，此时开路过

31、电压保护起作用，将输出电压 维持在设0U17定值（38.8V） ，输出电容 C3 两端的电压也是此值。也即 C3 已经储存了一定的能量（ ） 。在模拟开关 S 接通瞬间，C3 将通过2301WCUR10、 LED 放电。放电初瞬，产生的冲击电流最大值用下式计算：（19）01LKIR本例中： =38.8V =11.431.5V R10=1.5 =0.4A 0UL 0I计算结果如右表：从数据可见：当 LED 13 只串联， 在L11.431.5V 变化的条件下，冲击电流 变化范围为 18.34.9A, 冲击KI电流比 / （ 为额定工作电流）达 45.712.3 倍。如此巨大的冲击KI0电流，尽管

32、作用时间短，但对 LED 灯的伤害无疑是致命的。也许有人会问：电流取样电阻 R10 已串联在放电回路内，为什么起不到限流作用呢？应该说，电流负反馈还是在起作用，它使出了极限控制能力将输出开关管关断，即占空比 D=0，完全停止了给 C3 充电，至于 C3 在过电压保护时已经存储的能量的放电，它的确控制不了了。C3放电时，R10 仅起一只镇流电阻的作用，又因其阻值很小，镇流作用有限，放电冲击电流必然会很大。设想一下，如果 LED 灯回路某处接触不实，时通时断，在冲击电流的反复作用下，LED 必损无疑。至此，造成 LED 灯使用中存在严重的安全隐患的原因已明白：是现用的开路过电压保护方案有缺陷，它仅

33、考虑了恒流驱动器自身安全需要，将开路电压限制在略高于最高工作电压之上。而对 LED 灯在此条件下，接上去，输出电容 C3 的放电是否会对 LED 灯造成伤害，全然没有顾及。目前从图书资料介绍的电路和国内开关恒流驱动器生产厂家的产品看，过压保护方案都存在这个问题。更严重者甚至 C3 的放电电阻 都不加，FR造成恒流驱动器断电后，几十分钟仍有电压输出，对检修人员及仪表都18有危险。笔者的想法：目前开关恒流驱动器有严重缺陷的过电压保护方案必须改正。理想的方案应该是对驱动器和对 LED 都是安全的：开路发生后，当输出电压上升到过电压设定值时，控制电路应马上动作，将输出电压扑灭至接近于零，C3 储能很少

34、，对谁都安全了。此方案笔者正在探索研究中。LED 驱动电源方案大全 照明世界 国际 LED 技术论坛Full 完整版 Rss 订阅 Xml 无图版 Xhtml 无图版 Rss 在 2008 年第四季达至 120 流明/瓦特, 而每一模组为400 流明, 期望能取得全球照明市场之中 1,000 亿美元的份额。七、澳大利亚与新西兰将率先停止使用白炽光灯泡澳大利亚政府最近宣布，为了减少温室气体的排放量，澳大利亚将禁止除医疗用以外的白炽灯的使用。据此，到 2012 年时澳大利亚将减少 400 万吨温室气体的排放。而据 2007 年 2 月 21 日The Dominion Post报道，新西兰能源部长

35、 David Parker 建议参照澳大利亚的做法，新西兰也应在未来两到三年内禁止使用普通白炽光灯泡，用节能环保的荧光灯泡（Florescent Eco Bulb）取代。澳大利亚环境部长 Malcolm Turnbull 说，澳大利亚 2010 年将推行新的民用照明标准，通过新标准的实施，2012 年可减少温室气体排放 400 万吨。据悉，这种新型荧光灯泡主要从中国进口。八、为什么首选楼道灯来应用 LED1， 目前比较而言，LED 的售价还较高，楼道灯是共用设施，共同承担大家就能接受。2， 楼道灯现在普遍是使用白炽灯，若换用 LED 灯，节电的效果就特别明显。3， 楼道灯在白天是熄灭的。晚上就

36、频繁的启动或关断。不要说是节能灯，就是白20炽灯都会很快的玩完。但是 LED 灯却是不怕，因为它的发光机理与白炽灯和节能灯都不同，就恰恰非常的适应在高速的开关工作状态，绝对不会因为是这个原因而损坏。 4，LED 灯的寿命很长，就免除了楼道灯经常需要维修的尴尬状况。5， 楼道灯是物业交电费,投入是一次性的,节约 80%的电费是长期的,物业部门最合算。九、LED 灯能直接替换现在的楼道灯吗？不能。由于现在大家使用的楼道灯是白炽灯，根本就无法用 LED 灯或节能灯去替换，所以如果要换用 LED 灯就必须也要同时换用声光控开关。现在有专用的一体化的 LED 声光控楼道灯，直接就使用 220V 的市电，

37、非常方便使用。我们将强烈建议楼道灯的使用电压用直流的 24V，其好处和原因我们会另文介绍。随着技术发展和成本的降低，LED 灯取代节能灯也就成为必然的了。十、LED 驱动电源的分类及特性1、按驱动方式可分为两大类：（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；（2）稳压式：a、 当稳压电路中的

38、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（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。（

39、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180240V，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21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

40、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。从以上介绍可以看出 PWM 控制方式设计的 LED 电源是比较理想的 LED 电源。目前珠海市南宇星电子公司生产的“金兴“ 牌 LED 开关电源就是 PWM 控制技术的开关电源，该类 LED 电源经用户使用反映效果很好。一、刚刚开始起步成本高照明成本不仅涉及灯具的初始成本，还涉及灯具所消耗的能源成本，灯具无法正常工作时更换

41、灯具所需的劳动成本，以及所需灯具更换的平均频率。从这一概念出发就很容易理解，为什么 LED 光源是白炽灯光源价格的 50 倍左右时，LED 交通信号灯的市场就开始启动，而当达到 28 倍时，就已形成新兴产业。目前半导体照明主要以光色照明和特殊照明为主，以后将向普通照明扩展。具体来讲，近几年内，半导体照明市场将广泛应用在各种信号灯、景观照明、橱窗照明、建筑照明、广场和街道的美化、家庭装饰照明、公共娱乐场所美化和舞台效果照明等领域。事实上，我们身边已经随处可见它的身影：电脑显示灯、手机按键和屏幕的背光源、汽车尾灯、建筑物灯光、交通信号灯等等。 二、不一致性带来的问题：理论上 LED 都一样，都是能

42、发光的二极管，而实际上所有 LED 的电性能都是有差异的，众多的厂家都在抢生产进度、抓数量；每个厂家的生产工艺是不一致的，甚至相差很大，就是同一厂家的不同时间的工艺都是有差异的；生产发光二极管的半导体材料的纯度要求非常高，不同厂家使用的半导体原材料的纯度是有差异的，这就使 LED 的发光强度与驱动电流是不完全相同的，或者相差很大，而且耐过电流能力和发热的差异也就自然而然的不同了；由于封装工艺和封装材料的不同，使得整体的散热能力是不一样的，所有的厂家都在研究和开发新材料，以求解决组合材料的热彭胀与散热的问题。由此不难看出,LED 发光二极管在短期内仍存在个体之间的很大的差异，如果每个灯只用一个

43、LED，那是很好控制的，而且是真正的长寿命，例如电视机、DVD 上的电源指示灯就是如此；而当我们用 LED 制作照明灯具时，就不是用单个的 LED，而是用多个，或上百上千个 LED 排成阵列接入电路，再者，需要的亮度就不是指示灯所能做到的，而电流大了、小了亮度都要减弱，且会使寿命大打折扣，甚而致于未出厂就坏掉了；因 LED 的差异性总是存在的，在多个 LED 组成的连路中，当有几个坏掉时(通常是短路)，会使电流增大而损坏其他的 LED。这就是不一致性带的结果，也是制约其发展的因素之一。三、驱动电路复杂成本高、故障率高a.在电压匹配方面， LED 不象普通的白炽灯泡，可以直接连接 220V 的交

44、流市电。LED 是 2-3.伏的低电压驱动，必须要设计复杂的变换电路，不同用途的LED 灯，要配备不同的电源适配器。 b.在电流供应方面，LED 的正常工作电流在 15mA-18mA，供电电流小于 15mA22时 LED 的发光强度不够，而大于 20mA 时，发光了强度也会减弱，同时发热大增，老化加快、寿命缩短，当超过 40mA 时会很快损坏。为了延长 LED 照明灯的使用寿命，简易电源是不能使用的，而常用集成电路电源、电子变压器、分离元件电源等，但都要设计恒流源电路和恒压源电路供电的方式，大电流驱动时，要配大功率管或可控硅器件，另加保护电路，这样就使 LED 的电源供应器电路很复杂，故障率增

45、加。元件成本、生产成本、服务成本都将升高。而目前LED 本身的成本就高，加上电源的成本，这就大大地限制了市场的竞争力与购买群体，LED 照明灯的优势大打折扣，这也是制约其发展与普及的又一关键问题。 四、解决问题的方法与可行性分析：解决问题的方法可用自复位过流保护器 WHPTC 元件如果用 WHPTC 过流保护器作保护，将是另外一种结果，从原理可知，当电路的电流超过规定值时会讯速的自动保护，在排除故障后又自动复位，无需人工更换。对 LED 而言，电压的变化不是 LED 损坏的直接原因，而电流的增大才是 LED 的真正杀手。显而易见，利用 WHPTC 的这个特性，在 LED 的电路保护上具有绝对的

46、优势，让简易电源供电变为现实。实践证明，在 LED 电路出现故障以前就有效保护了。在简易电源上，这个优势特别突出。对如下 3 图分析可见，因有了 WHPTC 后可省去恒流、恒压电路， LED 的质量也提高了。器件成本、生产成本、故障率、服务成本等，都大大降低。也大大增加了产品的市场竞争力。所以谁先使用 WHPTC，谁先占领市场。使用 WHPTC 前后的拓扑结构比较图浅谈 LED 产品老化 我们在应用 LED 时经常会出现这样种问题， LED 焊在产品上刚开始的时候是正常工作的，但点亮一段时间以后就会出现暗光、闪动、故障、间断亮等现象，给产品带来严重的损害。引起这种现象的原因大致有：1应用产品时

47、，焊接制程有问题，例如焊接温度过高焊接时间过长，没有做好防静电工作等，这些问题 95以上是封装过程造成。2LED 本身质量或生产制程造成。 预防方法有：1.做好焊接制程的控制。2.对产品进行老化测试。老化是电子产品可靠性的重要保证，是产品生产的最后必不可少的一步。LED产品在老化后可以提升效能，并有助于后期使用的效能稳定。LED 老化测试在产品质量控制是一个非常重要的环节，但在很多时候往往被忽视，无法进行正确有效的老化。LED 老化测试是根据产品的故障率曲线即浴盆曲线的特征而采取的对策，以此来提高产品的可靠性，但这种方法并不是必需的，毕竟老化测试是以牺牲单颗 LED 产品的寿命为代价的。LED

48、 老化方式包括恒流老化及恒压老化。恒流源是指电流在任何时间都恒定不变的。有频率的问题，就不是恒流了。那是交流或脉动电流。交流或脉动电流源可以设计成有效值恒定不变，但这种电源无法称做恒流源 。恒流老化是最23符合 LED 电流工作特征 亲羁蒲 腖 ED 老化方式；过电流冲击老化也是厂家最新采用的一种老化手段，通过使用频率可调，电流可调的恒流源进行此类老化，以期在短时间内判断 LED 的质量预期寿命，并且可挑出很多常规老化无法挑出的隐患 LED。 有效防止高温失灵-PTC 热敏电阻用作 LED 限流器 近年来，发光二极管(简称 LED)的发展已取得巨大进步：已从纯粹用作指示灯发展为光输出达 100

49、 流明以上的大功率 LED。不久之后，LED 照明的成本将降至与传统冷阴极荧光灯(简称 CCFL)类似的水平。这使得人们对 LED 的下述应用兴趣日浓： 汽车照明灯、建筑物内外的 LED 光源、以及笔记本电脑或电视机 LCD 屏的背光。 大功率 LED 技术的发展提高了设计阶段对散热的要求。就像所有其它半导体一样，LED 不能过热，以免加速输出的减弱，或者导致最坏状况：完全失效。与白炽灯相比，虽然大功率 LED 具有更高效率，但是输入功率中相当大的一部分仍变成热能而非光能。因而，可靠的运作就需要良好的散热，并要求在设计阶段就考虑高温环境。 设计 LED 驱动电路尺寸时，也必须考虑温度因素：必须选择其正向电流，