大功率LED驅動(dòng)電源的設計要素( 一)

LED(Lighty Emitting Diode)，又稱(chēng)發(fā)光二極管，是一種能夠將電能轉化為可見(jiàn)光的半導體發(fā)光器件。

近幾年，LED技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在發(fā)光亮度和效率方面具有明顯的提高，尤其是大功率LED，更被寄以厚望，并逐步取代以往的光源，成為照明領(lǐng)域的新一代綠色光源。它具有光效高、低功耗、壽命長(cháng)、穩定性高、光色純、安全性好、可控性強等優(yōu)點(diǎn)。

然而大功率LED所需的驅動(dòng)電源為直流的低電壓，所以傳統上用以驅動(dòng)燈泡(鎢絲)、日光燈、節能燈、鈉燈等光源的電源并不適合直接驅動(dòng)大功率LED;而普通的降壓、穩壓電源必須重新改良后，才能適用于驅動(dòng)大功率LED。

本文根據大功率LED的工作特性，對市場(chǎng)上常見(jiàn)的驅動(dòng)電源進(jìn)行分析;提出了在路燈照明領(lǐng)域的應用中，為了能更好的發(fā)揮大功率LED的優(yōu)點(diǎn)，驅動(dòng)電源必須滿(mǎn)足恒流輸出、散熱、效率、功率因素、過(guò)壓過(guò)流過(guò)溫保護等多個(gè)設計要素。

一、大功率LED的工作特性

下圖為正向導通壓降(VF)和正向電流的(IF)非線(xiàn)性關(guān)系曲線(xiàn)圖。由曲線(xiàn)可知，當正向電壓超過(guò)某個(gè)閾值，即通常所說(shuō)的導通電壓之后，可近似認為，IF隨著(zhù)VF的上升而急劇上升;由圖可知，大功率LED是低電壓、大電流的發(fā)光器件，當前大功率LED的最高IF可達1A，而VF一般為2～4V。

由于大功率LED的光特性通常都描述為電流(IF)的函數，而不是電壓(VF)的函數。加上LED生產(chǎn)工藝和溫度的不同，大功率LED的正向壓降(VF)變化范圍會(huì )出現比較大的波動(dòng)(最大可達1V以上)，而由上圖中的VF-IF曲線(xiàn)可知，VF的微小變化會(huì )引起較大的IF變化;其LED發(fā)光的強度由流過(guò)LED的電流決定，電流過(guò)強會(huì )引起LED的衰減，電流過(guò)弱會(huì )影響LED的發(fā)光強度。所以,采用恒壓源驅動(dòng)不能保證LED亮度的一致性，并且影響LED的可靠性和壽命。因此，大功率的LED通常采用恒流源驅動(dòng)，以保證大功率LED使用的安全性，同時(shí)達到理想的發(fā)光強度。

下圖是LED的光通量(φv/lm)和溫度(℃)與關(guān)系曲線(xiàn)，由下圖可知光通量與溫度成反比，溫度的變化對LED的波長(cháng)也有一定的影響，因此，良好的散熱是LED保持恒定亮度的保證。

二、恒電壓源模式

2.1、工頻變壓器線(xiàn)性穩壓源

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