LED驱动电路设计方法分析:LED具有环保、寿命长、光电效率高等众多优点,近年来在各行各业的应用得以快速发展,LED的驱动电路成了产品应用的一大关键因素。理论上,LED的使用寿命在10万小时以上,但在实际应用过程中,由于驱动电路的设计及驱动方式选择不当,使LED极易损坏。
在设计LED驱动电路时,需要知道LED电流、电压特性,由于LED的生产厂家及LED规格不同,电流、电压特性均有差异。现以白光LED典型规格为例,按照LED的电流、电压变化规律,一般应用正向电压为3.0-3.6V左右,典型值电压为3.3V,电流为20mA,当LED两端的正向电压超过3.6V后,正向电压只有很小的增加,但它的正向电流可能会成倍增涨,使LED发光体温度升高过快,从而加速LED光衰减,使LED的寿命缩短,严重时甚至烧坏LED。根据LED的电压、电流变化特性,对驱动电路的设计提出严格要求。
当前很多厂家生产的LED灯产品(比如护栏、灯杯、投射灯),采用阻容降压,然后加上一个稳压二极管稳压,向LED供电,这样驱动LED的方式简单便宜,但存在极大缺陷,首先是效率低,在降压电阻上消耗大量电能,甚至有可能超过LED所消耗的电能,且无法提供大电流驱动,因为电流越大,要求降压电容越大,所以消耗在降压电阻上的电能就越大。
其次是稳定电压的能力极差,无法保证通过LED电流不超过其正常工作要求,设计产品时都会采用降低LED两端电压来供电驱动,这样是以降低LED亮度为代价的。采用阻容降压方式驱动LED,LED的亮度不能稳定,当供电电源电压降低时,LED的亮度变暗,供电电源电压升高时,LED的亮度就会变亮些。根据LED电流、电压变化特点,采用恒压驱动LED是可行的,虽然常用的稳压电路,存在稳压精度不够和稳流能力较差的缺点,但在某些产品的应用上可能过精确设计,其优势仍然是其它驱动方式无法取代的。
采用恒流驱动方式,是比较理想的LED驱动方式,它能避免LED正向电压的改变而引起电流变动,同时恒定的电流使LED的亮度稳定。因此众多厂家选用恒流方式驱动LED。 还有一种LED驱动方式是可行的,它即不恒压,也不恒流,但通过电路的设计,当LED正向电压升高时,使驱动电流减小,保证了LED产品的安全。当然正向电压的升高只能在LED承受范围,过高也会损坏LED。理想的LED驱动方式是采用恒压、恒流,采用串联方式级联多个LED。但驱动器的成本增加。其实每种驱动方式均有优、缺点,根据LED产品的要求、应用场合,合理选用LED驱动方式,精确设计驱动电源成为关键。
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