LED照明恒流驅動淺析

　　摘要：LED是特性敏感的半導體器件，又具有負溫度特性，因而在應用過程中需要對其進行穩定工作狀態和保護，從而產生了驅動的概念。由于受到LED功率水平的限制，通常需同時驅動多個LED以滿足亮度需求，因此，需要專門的驅動電路來點亮LED。本文給讀者簡要介紹了目前主流的幾種LED驅動方式。
　　
　　LED是特性敏感的半導體器件，又具有負溫度特性，因而在應用過程中需要對其進行穩定工作狀態和保護，從而產生了驅動的概念。LED器件對驅動電源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是3伏左右的低電壓驅動，必須要設計復雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。市場上國外客戶對LED驅動電源的效率轉換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數，因為電源在整個燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。
　　
　　由于受到LED功率水平的限制，通常需同時驅動多個LED以滿足亮度需求，因此，需要專門的驅動電路來點亮LED。下面簡要介紹目前主流的幾種LED驅動方式：
　　
　　1、阻容降壓
　　
　　利用電容在交流下的阻抗來限制輸入電流，從而獲得直流電平給LED供電。這種驅動方式結構簡單，成本低廉，但是輸入非隔離方案，有安全隱患。而且轉換效率很低，無法做到恒流控制。
　　
　　2、隔離反激電路
　　
　　利用反激電路，通過變壓器在副邊產生直流電平，再通過光耦將此電平的紋波反饋回原邊，從而自激穩定。此類電路符合安規認定要求，而且輸出恒流精度較好，轉換效率較高。但由于需要光耦和副邊恒流控制電路，導致系統復雜，體積大，成本高。目前已逐漸為原邊方案取代。
　　
　　3、原邊方案
　　
　　原邊方案就是通過*在交流原邊控制輸出的電源和電流，zui可以做到5%的恒流精度，副邊僅需簡單的輸出電路即可。原邊主要依靠輔助邊的反饋來控制輸出電壓，依靠限流電阻對原邊電流的控制，同時乘以匝比來控制輸出電流的精度。原邊方案繼承了隔離反激電路的種種優點，同時架構簡單，可以做到小體積和低成本，目前已成為主流驅動。
　　
　　原邊的恒流精度問題：由于變壓的生產精度難以控制，導致原邊方案在使用低質量變壓器時，輸出電流漂移較大。所以，原邊方案通過改進增加了副邊恒流控制電路，這樣雖然比普通的原邊方案復雜了，但是對比反激方案，仍然可以省去光耦等，系統。
　　
　　根據電網的用電規則和LED驅動電源的特性要求，在選擇和設計LED驅動電源時要考慮到以下幾點：
　　
　　1、高可靠性
　　
　　特別像LED路燈的驅動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。
　　
　　2、率
　　
　　LED是節能產品，驅動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結構，尤為重要。因為LED的發光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
　　
　　3、高功率因素
　　
　　功率因素是電網對負載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網的影響不大，但晚上大家點燈，同類負載太集中，會對電網產生較嚴重的污染。對于30瓦～40瓦的LED驅動電源，據說不久的將來，也許會對功率因素方面有一定的指標要求。
　　
　　4、驅動方式
　　
　　現在通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電，LED串聯或并聯運行。它的優點是成本低一點，但靈活性差，還要解決某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式，在一段時間內并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。
　　
　　5、浪涌保護
　　
　　LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網負載的啟甩和雷擊的感應，從電網系統會侵入各種浪涌，有些浪涌會導致LED的損壞。因此LED驅動電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。
　　
　　6、保護功能
　　
　　電源除了常規的保護功能外，在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過高。
　　
　　7、防護方面
　　
　　燈具外安裝型，電源結構要防水、防潮，外殼要耐曬。
　　
　　8、驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。
　　
　　9、要符合安規和電磁兼容的要求。
　　
　　隨著LED的應用日益廣泛，LED驅動電源的性能將越來越適合LED的要求。