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。