白光LED的驅動(dòng)與應用

為了保證照明級白光LED不僅能得到良好的應用，而且能獲得較高的使用效率，首先是需要使其滿(mǎn)足一定的應用條件，其次是需要采用相適應的驅動(dòng)電路來(lái)滿(mǎn)足LDE工作的參數配合要求。

一、應用要求

1、驅動(dòng)電路是一種專(zhuān)為LED供電的特種電源，要具有簡(jiǎn)單的電路結構、較小的占用體積，以及較高的轉換效率。

2、驅動(dòng)電路的輸出電參數(電流、電壓)要與被驅動(dòng)的LED的技術(shù)參數相匹配，滿(mǎn)足LED的要求，并具有較高精度的恒流控制、合適的限壓功能。多路輸出時(shí)，每一路的輸出都要能夠單獨控制。

3、具有線(xiàn)性度較好的調光功能，以滿(mǎn)足不同應用場(chǎng)合對LED發(fā)光亮度調節的要求。

4、在異常狀態(tài)(LED開(kāi)路、短路、驅動(dòng)電路故障)時(shí)，電路能夠對電路本身、LED和使用者都有相應的保護作用。

5、驅動(dòng)電路工作時(shí)，對其他電路的正常工作干擾少，滿(mǎn)足相關(guān)的電磁兼容性要求。

二、線(xiàn)性驅動(dòng)應用

線(xiàn)性驅動(dòng)應用是一種最為簡(jiǎn)單和最為直接的驅動(dòng)應用方式。在照明級白光LED應用中，雖然存在著(zhù)效率低、調節性差等問(wèn)題，但是由于其電路簡(jiǎn)單、體積小巧，能滿(mǎn)足一般要求，因此在一些特定的場(chǎng)合應用較多。

1、穩壓電源Vdd+鎮流電阻R方式圖1為穩壓電源+鎮流電阻的驅動(dòng)方式，電路的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、成本低。于與LED串聯(lián)的電阻上的附加損耗較大，并且線(xiàn)性穩壓電源Vdd自身的功耗也較大，因此兩者疊加在一起所得到總體的效率很低(50％)，并且LED電流的控制精度低、亮度不可調節，所以一般只應用于較小功率、短時(shí)間照明的場(chǎng)合，如LED手電筒、應急照明燈。

2、穩流電源Vdd+鎮流電阻R+電子開(kāi)關(guān)S方式：圖2示出的驅動(dòng)方式是圖3驅動(dòng)方式的改進(jìn)方式，其優(yōu)點(diǎn)不僅提高了LED電流的控制精度，而且LED的亮度也可以通過(guò)改變電子開(kāi)關(guān)S的通斷比來(lái)調節。然而，由于串聯(lián)電阻和線(xiàn)性穩流電源的附加損耗均較高，因此所得到的總體效率仍然很低，具體的應用范圍受到較大的限制。

三、開(kāi)關(guān)型驅動(dòng)應用

利用開(kāi)關(guān)型驅動(dòng)可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率，開(kāi)關(guān)型驅動(dòng)。

應用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類(lèi)。

1、降壓式開(kāi)關(guān)驅動(dòng)方式：降壓式開(kāi)關(guān)驅動(dòng)是針對電源電壓高于LED的端電壓或者是多個(gè)LED采用并聯(lián)驅動(dòng)情況下的應用。

電路的主要原理是利用按照要求通斷的電子開(kāi)關(guān)S所得到的斬波電流，來(lái)得到滿(mǎn)足LED工作時(shí)要求的電流lf值，通過(guò)電流的負反饋作用(由R0進(jìn)行電流取樣)使得流經(jīng)LED的電流If穩定在一定的范圍內，同時(shí)可以兼有一定的調光功能。圖中的電感L的作用是起到S開(kāi)通時(shí)儲能和S關(guān)斷后的續流作用，以減少流過(guò)LED電流If的波動(dòng)。

2、升壓式開(kāi)關(guān)驅動(dòng)升壓式開(kāi)關(guān)驅動(dòng)是針對電源電壓低于LED的端電壓或者是多個(gè)LED采用串聯(lián)驅動(dòng)情況下的應用。

電路的工作原理是利用按照要求通斷的電子開(kāi)關(guān)S的通斷作用。在S開(kāi)通時(shí)電源Vdd給電感L儲能，S關(guān)斷后L上的電壓極性反轉與電源電壓Vf相疊加來(lái)得到滿(mǎn)足LED工作時(shí)要求的電流值If和電壓值Vr，通過(guò)電流負反饋作用(由R0進(jìn)行電流取樣)，使得流過(guò)LED的電流If穩定在一定的范圍內，同時(shí)可以兼有一定范圍的調光功能。

四、調光應用方式

照明級白光LED不適合采用線(xiàn)性手過(guò)改變段來(lái)調節其發(fā)光的亮度，應該采用電流If的幅值不變(LED的工作電流)，只改變If，單位時(shí)間內電流脈j中寬度的方式來(lái)調光，因為這樣不會(huì )改變其發(fā)光的光譜而造成白光的偏色。常用的調光應用主要采用以下幾種方式：1、脈寬調制方式：脈寬調制是一種常見(jiàn)的調節LED亮度的方式。通過(guò)改變加在LED上的矩形脈沖電流的寬度大，使LED上得到的平均電流在較大的范圍內改變，可以獲得較大范圍的調光效果。

2、頻率調制方式：頻率調制是另一種調節LED亮度的方式。保持加在LED上的矩形脈沖電流(幅值不變)的寬度不變，通過(guò)改變單位時(shí)間加在LED上的矩形脈；中電流的個(gè)數多少，使LED上得到的平均電流在較大的范圍內發(fā)生變化，使得LED亮度具有較大范圍的調節。

3、位角調制方式：位角調制是采用一串含有二進(jìn)制序列脈沖，并且序列脈沖的每一位寬度都按照其位值的比例來(lái)延展。通過(guò)改變單位時(shí)間加在LED上的矩形脈；中電流占有位值所延展的寬度，使LED上得到的平均電流在較大的范圍內發(fā)生變化，以調節LED的亮度。

總之，照明級白光LED是一種可用于替代普通照明的大功率固體發(fā)光器件，雖然受制于目前的價(jià)格，在一定程度上制約了應用的速度，但是由于其具有的優(yōu)良性能所使然，隨著(zhù)研發(fā)技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以預言照明級白光LED一定具有良好的應用前景。