通用照明市場(chǎng)中的高亮度LED驅動(dòng)要求與挑戰

LED通用照明要求及LED驅動(dòng)挑戰

對于LED在通用照明中的應用，需要從系統的角度來(lái)分析其要求?？偟膩?lái)看，LED固態(tài)照明系統涉及以下要求：

· LED光源：光源緊湊高效，提供寬廣范圍的色彩和輸出功率

· 電源轉換：將交流墻式插座、電池、太陽(yáng)能電池的電源高效地轉換至安全的低壓直流電源

· 控制和驅動(dòng)：采用電子電路對LED進(jìn)行穩壓和控制

· 熱管理：為了實(shí)現更長(cháng)的工作壽命，結點(diǎn)溫度控制非常重要，需要分析散熱

· 光學(xué)器件：將光聚焦至需要它的地方要求使用透鏡或導光材料

在開(kāi)發(fā)高能效的LED通用照明解決方案時(shí)，這幾方面的要求都非常重要。其中，LED控制和驅動(dòng)是本文討論的重點(diǎn)。對于LED驅動(dòng)而言，它面臨的主要挑戰就在于LED的非線(xiàn)性。這主要體現在LED的正向電壓會(huì )隨著(zhù)電流和溫度而變化，不同LED器件的正向電壓會(huì )有差異，LED“色點(diǎn)”會(huì )隨著(zhù)電流和溫度而漂移，而且LED必須在規范要求的范圍內工作從而實(shí)現可靠工作。而LED驅動(dòng)器的主要作用，就是在工作條件范圍內限制電流，而無(wú)論輸入條件和正向電壓如何變化。圖2顯示的是LED驅動(dòng)器的基本工作電路示意圖。

圖2：LED驅動(dòng)器的基本工作電路示意

對于LED驅動(dòng)電路而言，除了進(jìn)行恒流穩流，還面臨著(zhù)其它一些關(guān)鍵要求。例如，如果需要LED調光，則需要提供脈寬調制(PWM)技術(shù)，而用于LED調光的典型PWM頻率是1至3 kHz。此外，LED驅動(dòng)電路的功率處理能力必須充足，且功能強固，可以承受多種故障條件，并且要易于實(shí)現。值得一提的是，由于LED在最適宜電流時(shí)始終處于“導通”狀態(tài)，所以其色彩不會(huì )漂移。

由于系統中需要使用的LED數量常常不止一個(gè)，這就涉及到對LED進(jìn)行配置的問(wèn)題。一般而言，強烈建議驅動(dòng)單串LED，因為這樣能夠提供最佳的電流匹配，而與正向電壓變化或輸出電壓“漂移”無(wú)關(guān)。當然，用戶(hù)也可以并聯(lián)或串聯(lián)、并聯(lián)交叉連接等方式來(lái)配置LED。如果采用并聯(lián)配置，電路就需要“匹配的”LED正向電壓；如果某個(gè)LED失效開(kāi)路，其它LED可能會(huì )被過(guò)驅動(dòng)。相應地，采用多路并聯(lián)或串聯(lián)、并聯(lián)交叉連接技術(shù)，可用于嘗試減輕發(fā)生故障的風(fēng)險。