電源應用於LED驅動器應用分析
發布時間：2021-05-06 責任編輯：lina
【導讀】LED是具有非線性電氣特性的設備。如果向LED施(shi)加(jia)低(di)電(dian)壓(ya)，它(ta)將(jiang)不(bu)會(hui)導(dao)通(tong)。通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)電(dian)壓(ya)，可(ke)以(yi)達(da)到(dao)一(yi)個(ge)閾(yu)值(zhi)，在(zai)該(gai)閾(yu)值(zhi)以(yi)上(shang)，該(gai)器(qi)件(jian)會(hui)通(tong)過(guo)發(fa)光(guang)並(bing)吸(xi)收(shou)大(da)量(liang)電(dian)流(liu)而(er)立(li)即(ji)進(jin)入(ru)導(dao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)。但(dan)是(shi)，如(ru)果(guo)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)電(dian)壓(ya)，則(ze)LED會在短時間內過熱並燒毀。
LED是具有非線性電氣特性的設備。如果向LED施(shi)加(jia)低(di)電(dian)壓(ya)，它(ta)將(jiang)不(bu)會(hui)導(dao)通(tong)。通(tong)過(guo)增(zeng)加(jia)電(dian)壓(ya)，可(ke)以(yi)達(da)到(dao)一(yi)個(ge)閾(yu)值(zhi)，在(zai)該(gai)閾(yu)值(zhi)以(yi)上(shang)，該(gai)器(qi)件(jian)會(hui)通(tong)過(guo)發(fa)光(guang)並(bing)吸(xi)收(shou)大(da)量(liang)電(dian)流(liu)而(er)立(li)即(ji)進(jin)入(ru)導(dao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)。但(dan)是(shi)，如(ru)果(guo)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高(gao)電(dian)壓(ya)，則(ze)LED會在短時間內過熱並燒毀。為了確保正確且持久的工作，LED必須在窄電壓範圍內工作，該電壓將傳導狀態與遮斷狀態分開（圖1）。
圖1：電源LED的工作電壓範圍（紅色）
問題在於工作電壓範圍不是恒定的。相反，LED會根據溫度甚至設備的使用年限而隨LED的不同而變化。電源LED的正向電壓（VF）可變性 可達20％。因此，考慮到提供給LED的大約60％的能量以熱量的形式散發，熱管理是功率LED的重要因素。
為了解決與VF可變性相關的問題，可以用恒定電流而不是恒定電壓來驅動LED。驅動器電路自動調節輸出電壓，以在所有條件下保持恒定電流。該電路適用於單個LED和串聯的LED燈條，即使每個LED的VF不同，也可確保所有LED具有相同的亮度。由於LED不會過度驅動，因此電路可確保LED的 持續時間。並且，如果一個LED發生短路故障，其餘的LED將繼續正常運行。
簡單的恒流驅動器類型包括一個恒壓發生器，該發生器通過一個電阻為LED供電。該解決方案雖然經濟，但不能提供準確的電流調節，並且會散發大量熱量。此外，如果LED發生短路故障，則電阻會過載，並在短時間內燒毀。
另ling一yi個ge常chang見jian的de恒heng流liu驅qu動dong器qi是shi線xian性xing電dian流liu調tiao節jie器qi。調tiao節jie器qi中zhong的de反fan饋kui電dian路lu將jiang電dian流liu保bao持chi在zai非fei常chang窄zhai的de範fan圍wei內nei。多duo餘yu的de功gong率lv必bi須xu通tong過guo特te殊shu的de散san熱re器qi消xiao散san。由you於yu高gao耗hao散san，這zhe些xie電dian路lu的de效xiao率lv不bu是shi很hen高gao。
常見的恒流驅動器是開關穩壓器。這是一種更昂貴的解決方案，但是調節 （高達±3％）和效率（高達96％）都與成本/性能相關。此外，DC / DC開關穩壓器具有寬範圍的輸入和輸出電壓，從而允許連接具有不同長度的LED燈帶的不同組合，並支持寬範圍值內的LED調光。
LED燈條的連接
大多數恒流驅動器電路由降壓或降壓轉換器代表，其中 輸出電壓低於輸入電壓，從而限製了可連接的LED數量。為了解決這個問題，我們可以使用升壓轉換器（輸出電壓高於輸入電壓）或使用兩個或多個並聯的LED燈條。
驅動LED的 簡單， 安全的方法是為每個LED驅動器使用一條帶。如果測試條中的任何一個LED未能斷路，則流過其他LED的電流將被中斷。如果任何LED發生短路故障，則流過其餘LED的電流將保持不變。
通過將多個條連接到同一LED驅動器，可以驅動更多的LED，但是如果LED出現故障，則可能會出現問題。如果兩個條帶並聯，則在LED開路故障的情況下，驅動器提供的恒定電流會流過其餘條帶的所有LED，從而迅速將它們燒壞。由於功率LED高度可靠，因此這種故障很少發生，因此將多個LED燈帶連接到同一驅動器電路仍然很普遍。但是，當將多個LED並聯連接時，包括一個電路（例如電流鏡）是有用的，該電路可以在開路或短路故障時通過平衡流過每個LED的電流來保護LED。細繩。
LED驅動器IC
英飛淩科技提供一係列DC / DC LED驅動器IC，支持150 mA至3 A的電流，適用於一般照明應用中的高功率和超高功率LED。對於降壓拓撲，ILD4000和ILD6000係列是 合適的。同時，ILD1150係列支持降壓/升壓，升壓和單端初級電感轉換器（SEPIC）配置。
德州儀器（TI）的LM3404和LM3404HV是單片式開關穩壓器，旨在為大功率LED提供恒定電流。TI器件適用於汽車，工業和一般照明應用，包含一個高端N溝道MOSFET開關，其降壓降壓型穩壓器的電流限製為1.5A。
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