電源應(yīng)用于LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用分析

LED是具有非線性電氣特性的設(shè)備。如果向LED施加低電壓，它將不會(huì)導(dǎo)通。通過(guò)增加電壓，可以達(dá)到一個(gè)閾值，在該閾值以上，該器件會(huì)通過(guò)發(fā)光并吸收大量電流而立即進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。但是，如果進(jìn)一步提高電壓，則LED會(huì)在短時(shí)間內(nèi)過(guò)熱并燒毀。為了確保正確且持久的工作，LED必須在窄電壓范圍內(nèi)工作，該電壓將傳導(dǎo)狀態(tài)與遮斷狀態(tài)分開(kāi)（圖1）。

圖1：電源LED的工作電壓范圍（紅色）
問(wèn)題在于工作電壓范圍不是恒定的。相反，LED會(huì)根據(jù)溫度甚至設(shè)備的使用年限而隨LED的不同而變化。電源LED的正向電壓（VF）可變性最高可達(dá)20％。因此，考慮到提供給LED的大約60％的能量以熱量的形式散發(fā)，熱管理是功率LED的重要因素。
為了解決與VF可變性相關(guān)的問(wèn)題，可以用恒定電流而不是恒定電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)LED。驅(qū)動(dòng)器電路自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓，以在所有條件下保持恒定電流。該電路適用于單個(gè)LED和串聯(lián)的LED燈條，即使每個(gè)LED的VF不同，也可確保所有LED具有相同的亮度。由于LED不會(huì)過(guò)度驅(qū)動(dòng)，因此電路可確保LED的最佳持續(xù)時(shí)間。并且，如果一個(gè)LED發(fā)生短路故障，其余的LED將繼續(xù)正常運(yùn)行。
最簡(jiǎn)單的恒流驅(qū)動(dòng)器類(lèi)型包括一個(gè)恒壓發(fā)生器，該發(fā)生器通過(guò)一個(gè)電阻為L(zhǎng)ED供電。該解決方案雖然經(jīng)濟(jì)，但不能提供準(zhǔn)確的電流調(diào)節(jié)，并且會(huì)散發(fā)大量熱量。此外，如果LED發(fā)生短路故障，則電阻會(huì)過(guò)載，并在短時(shí)間內(nèi)燒毀。
另一個(gè)常見(jiàn)的恒流驅(qū)動(dòng)器是線性電流調(diào)節(jié)器。調(diào)節(jié)器中的反饋電路將電流保持在非常窄的范圍內(nèi)。多余的功率必須通過(guò)特殊的散熱器消散。由于高耗散，這些電路的效率不是很高。
最好的恒流驅(qū)動(dòng)器是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。這是一種更昂貴的解決方案，但是調(diào)節(jié)精度（高達(dá)±3％）和效率（高達(dá)96％）都與成本/性能相關(guān)。此外，DC / DC開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器具有寬范圍的輸入和輸出電壓，從而允許連接具有不同長(zhǎng)度的LED燈帶的不同組合，并支持寬范圍值內(nèi)的LED調(diào)光。
LED燈條的連接
大多數(shù)恒流驅(qū)動(dòng)器電路由降壓或降壓轉(zhuǎn)換器代表，其中最大輸出電壓低于輸入電壓，從而限制了可連接的LED數(shù)量。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們可以使用升壓轉(zhuǎn)換器（輸出電壓高于輸入電壓）或使用兩個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的LED燈條。
驅(qū)動(dòng)LED的最簡(jiǎn)單，最安全的方法是為每個(gè)LED驅(qū)動(dòng)器使用一條帶。如果測(cè)試條中的任何一個(gè)LED未能斷路，則流過(guò)其他LED的電流將被中斷。如果任何LED發(fā)生短路故障，則流過(guò)其余LED的電流將保持不變。
通過(guò)將多個(gè)條連接到同一LED驅(qū)動(dòng)器，可以驅(qū)動(dòng)更多的LED，但是如果LED出現(xiàn)故障，則可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。如果兩個(gè)條帶并聯(lián)，則在LED開(kāi)路故障的情況下，驅(qū)動(dòng)器提供的恒定電流會(huì)流過(guò)其余條帶的所有LED，從而迅速將它們燒壞。由于功率LED高度可靠，因此這種故障很少發(fā)生，因此將多個(gè)LED燈帶連接到同一驅(qū)動(dòng)器電路仍然很普遍。但是，當(dāng)將多個(gè)LED并聯(lián)連接時(shí)，包括一個(gè)電路（例如電流鏡）是有用的，該電路可以在開(kāi)路或短路故障時(shí)通過(guò)平衡流過(guò)每個(gè)LED的電流來(lái)保護(hù)LED。細(xì)繩。
LED驅(qū)動(dòng)器IC
英飛凌科技提供一系列DC / DC LED驅(qū)動(dòng)器IC，支持150 mA至3 A的電流，適用于一般照明應(yīng)用中的高功率和超高功率LED。對(duì)于降壓拓?fù)?，ILD4000和ILD6000系列是最合適的。同時(shí)，ILD1150系列支持降壓/升壓，升壓和單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器（SEPIC）配置。
德州儀器（TI）的LM3404和LM3404HV是單片式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，旨在為大功率LED提供恒定電流。TI器件適用于汽車(chē)，工業(yè)和一般照明應(yīng)用，包含一個(gè)高端N溝道MOSFET開(kāi)關(guān)，其降壓降壓型穩(wěn)壓器的電流限制為1.5A。