LED驱动器的特点
出处:维库电子市场网 发布于:2024-03-20 16:43:29
上述所有应用背后的组件是一个非常简单的两端组件:LED:
LED 符号和物理外观(来自 Cree? XLamp? XP-E LED 数据表)。
图 1. LED 符号和物理外观(来自 Cree? XLamp? XP-E LED 数据表)。
但 LED 到底如何工作呢?基本概念是光通量(流明)取决于LED电流:电流越高,光通量越高。
每个数据表都包含典型图表,其中可以确定每个驱动电流的光通量。
图 2. 光通量与电流的典型数据表图(来自 Cree? XLamp? XP-E LED 数据表)。
在灯内部,LED 通常以并联的 N 串形式连接,其中每串由 M 个串联的 LED 组成:
典型 LED 连接
图 3. 典型 LED 连接
这种连接的结果是,作为近似值,负载可以被视为等效 LED,其中其电流是每个串的电流之和,电压是每个二极管两端的电压之和。
图 4。电压是每个二极管两端电压的总和。
LED驱动器
牢记上述基本概念,显然设计LED驱动器意味着设计一个电流源电路来驱动等效LED负载,获得所需的总光通量。
由于常见的照明应用范围为 1W-100W,因此 LED 驱动器被设计为开关模式电路,以减少灯内产生热量的功率损耗。
典型的 SMPS(开关模式电源)电路具有恒定电压输出,而 LED 驱动器是具有恒定电流输出的开关模式电路。
LED 驱动器主要有两大类:直流 LED 驱动器和交流 LED 驱动器。
直流LED驱动器
图 5a。 直流LED驱动器交流LED驱动器
图 5b。交流LED驱动器直流 LED 驱动器– 输入电压是直流源,通常是 1V – 40V 范围内的电池。DC LED 驱动器的一个示例是智能手机中用于驱动手电筒 LED 的驱动器,由 3.7V 锂离子电池供电。
交流 LED 驱动器– 输入电压为交流电源,通常为 115-230VAC 公共配电网络。交流电压通过全波整流桥输出,能够为 LED 驱动器供电。交流 LED 驱动器的一个示例是常见 LED 灯泡内的驱动器。
在LED驱动器的设计中,直流驱动器和交流驱动器的主要区别是:
输入电压水平 –交流驱动器的输入电压可被视为直流驱动器输入电压的 10 倍。
输入电压波形 –直流驱动器工作在恒定的输入电压水平,或者至少工作在和之间的电压,而交流驱动器工作在全波整流电压下,每个周期从 0V 开始供电到。
输出电流波形——直流驱动器提供恒定的输出电流,而交流驱动器则向LED负载提供像输入电压一样经过全波整流的电流,其平均值就是获得总光通量所需的电流。
由于上述差异,对于 LED 驱动器的设计,根据设计中必须考虑的关键因素,存在不同的电路拓扑,各有利弊。以下列出了 LED 驱动器设计人员通常考虑的主要因素:
电压(输入电压范围和固定输出 LED 串电压)
电路尺寸
元件数量
绝缘
功率因数校正(PFC – 仅适用于交流/直流驱动器)
效率
设计简洁
成本
每种拓扑对于上述某些因素可能是,但对于其他因素则不然。设计人员必须为每个项目选择适合项目规格的拓扑。通常(如果不是总是),所选拓扑是所考虑因素之间的权衡。
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