照明用LED驅動(dòng)技術(shù)方案的探討
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如圖2所示,這是傳統的電路。電網(wǎng)電壓通過(guò)降壓、整流、濾波后,通過(guò)電阻限流使LED穩定工作。這種電路的致命缺點(diǎn)是:電阻R上的功耗直接影響了 系統的效率,再加上變壓器損耗,系統效率約50%。當電源電壓在±10%的范圍內變動(dòng)時(shí),流過(guò)LED的電流變化將≥25%,LED上的功率變化超過(guò) 30%。電阻限流的優(yōu)點(diǎn)是設計簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)電磁干擾;但是電流會(huì )隨著(zhù)VF的變化而改變亮度,效率很低,散熱難。
圖2 限流法
?、啤》€壓法
圖3是在圖2的基礎上加了一個(gè)集成穩壓元件MC7809,使輸出端的電壓基本穩定在9V,限流電阻R可用得很小,不會(huì ) 造成LED的電壓不穩。但是,此電路效率還是低。因為MC7809和R1上的壓降仍占很大比例,其效率約為40%左右。這就稱(chēng)不上是節能照明產(chǎn)品。為了達 到既能使LED穩定工作,又能保持高的效率,應采用低功耗的限流元件和電路來(lái)使系統效率提高。線(xiàn)形穩壓法的優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單、外部元件少、效率中等、成本較低。
圖3 穩壓法
?、恰WM法
PWM脈寬調制,即用脈寬調制的方法,改變LED驅動(dòng)電流的脈沖占空比來(lái)控制光的亮度。是利用簡(jiǎn)單的數字脈沖,反復開(kāi) 關(guān)LED驅動(dòng)器的調光技術(shù)。使用者只需提供寬、窄不同的數字脈沖,即可實(shí)現改變輸出電流,從而調節白光LED的亮度。此驅動(dòng)電路的特點(diǎn)是,通過(guò)一個(gè)電感器 將能量傳遞給負載,通常是用一個(gè)PWM控制信號,對MOSFET晶體管觸發(fā)導通和關(guān)斷來(lái)實(shí)現。通過(guò)改變PWM的占空比和電感器的充放電時(shí)間,對輸入電壓和 輸出電壓的比率進(jìn)行調節。這類(lèi)電路常見(jiàn)的結構包括降壓、升壓、降壓-升壓等類(lèi)型。優(yōu)點(diǎn)是高效、穩定,但容易產(chǎn)生人耳聽(tīng)得見(jiàn)的噪聲,成本高,設計復雜。
圖4 PWM法
圖4的PWM信號,經(jīng)過(guò)三極管VQ1的基極連接到P溝道MOS管的柵極上。P溝道MOS管的柵極驅動(dòng),采用簡(jiǎn)單的NPN三極管驅動(dòng)放大電路,以改 善MOS管的導通過(guò)程,減少驅動(dòng)電源的功率。當驅動(dòng)電路直接驅動(dòng)MOS管時(shí),會(huì )引起被驅動(dòng)MOS管的快速開(kāi)通和關(guān)斷,這就可能造成被驅動(dòng)MOS管漏源極間 電壓的振蕩。一則引起射頻干 擾,二則有可能造成MOS管遭受過(guò)高的電壓而擊穿損壞。為解決這一問(wèn)題,需在被驅動(dòng)MOS管的柵極與驅動(dòng)電路的輸出之間串聯(lián)一只無(wú)感電阻。當PWM波輸出 高電平時(shí),三極管VQ1導通,從而使MOS管的柵極電壓低于源極電壓,MOS管的源極和漏極導通,LED點(diǎn)亮。當PWM波輸出低電平時(shí),VQ1截 止,LED熄滅。
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