幾種常見(jiàn)的led驅(qū)動(dòng)芯片電源方案以及注意事項(xiàng)!
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接觸過(guò)LED的人都知道由于LED正向伏安特性非常陡,要給LED正常供電就比較困難。不能像普通白熾燈一樣,直接用電壓源供電,否則電壓波動(dòng)稍增,電流就會(huì)增大到將LED燒毀的程度。為了穩(wěn)定LED的工作電流,保證LED能正?煽康毓ぷ鳎哂”鎮(zhèn)流功能”的各種各樣的LED驅(qū)動(dòng)電路就應(yīng)運(yùn)而生,最簡(jiǎn)單的是串聯(lián)一只鎮(zhèn)流電阻,而比較復(fù)雜的是用許多電子元件構(gòu)成的“恒流驅(qū)動(dòng)器”。
下面我們來(lái)看下生活中幾種常見(jiàn)的led驅(qū)動(dòng)芯片電源方案:
。ㄒ ) 鎮(zhèn)流電阻方案
這是一種極其簡(jiǎn)單,自LED面世以來(lái)至今還一直在用的經(jīng)典電路。
LED工作電流I按下式計(jì)算:


I與鎮(zhèn)流電阻R成反比;當(dāng)電源電壓U上升時(shí),R能限制I的過(guò)量增長(zhǎng),使I不超出LED的允許范圍。
此電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,成本低;缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度不高;電阻發(fā)熱消耗功率,導(dǎo)致用電效率低,僅適用于小功率LED范圍。
一般資料提供的鎮(zhèn)流電阻R的計(jì)算公式是:


按此公式計(jì)算出的R值僅滿足了一個(gè)條件:工作電流I 。而對(duì)驅(qū)動(dòng)電路另兩個(gè)重要的性能指標(biāo):電流穩(wěn)定度和用電效率,則全然沒(méi)有顧及。因此用它設(shè)計(jì)出的電路,性能沒(méi)有保證。
。ǘ╂(zhèn)流電容方案
電路的工作是基于在交流電路中,電容存在容抗XC也有”鎮(zhèn)流作用”的原理。另外電容消耗無(wú)功功率,不發(fā)熱;而電阻則消耗有功功率,會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉,所以鎮(zhèn)流電容比鎮(zhèn)流電阻,能節(jié)省一部分電能,并能設(shè)計(jì)成將LED燈直接接到市電~220V上,使用更為方便。
此方案的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,成本低,供電方便;缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度不高,效率也不高。僅適用于小功率LED范圍。當(dāng)LED的數(shù)量較多,串聯(lián)后LED支路電壓較高的場(chǎng)合更為適用。


。ㄈ┚性恒流驅(qū)動(dòng)電路
上面已經(jīng)提到電阻、電容鎮(zhèn)流電路的缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度低(△I/I達(dá)±20~50%),用電效率也低(約50~70%),僅適用于小功率LED燈。
為滿足中、大功率LED燈的供電需要,利用電子技術(shù)常見(jiàn)的電流負(fù)反饋原理,設(shè)計(jì)出恒流驅(qū)動(dòng)電路。和直流恒壓電源一樣,按其調(diào)整管是工作在線性,還是開(kāi)關(guān)狀態(tài),恒流驅(qū)動(dòng)電路也分成兩類:線性恒流驅(qū)動(dòng)電路和開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路。
(四)開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)電路
上述線性恒流驅(qū)動(dòng)電路雖具有電路簡(jiǎn)單、元件少、成本低、恒流精度高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn),但使用中也發(fā)現(xiàn)幾點(diǎn)不足:
a、調(diào)整管工作在線性狀態(tài),工作時(shí)功耗高發(fā)熱大(特別是工作壓差過(guò)大時(shí)),不僅要求較大尺寸的散熱器,而且降低了用電效率。
b、電源電壓要求按公式(13)與LED工作電壓嚴(yán)格匹配,不允許大范圍改變。也就是說(shuō)它對(duì)電源電壓及LED負(fù)載變化的適應(yīng)性差。
c、它僅能工作在降壓狀態(tài),不能工作在升壓狀態(tài)。即電源電壓必須高于LED工作電壓。
d、供電不太方便,一般要配開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源,不能直接用~220V供電。
輸入整流:將正負(fù)變化的交流電變成單向變化的直流電
濾波:將變化的電壓波形平滑成波動(dòng)較小的直流電壓波形
變壓器:儲(chǔ)存能量,產(chǎn)生需要的輸出電壓.原、副邊隔離。
輸出穩(wěn)壓:穩(wěn)定輸出電壓
取樣反饋:將輸出電壓的變化反映到控制電路,以便采取相應(yīng)的措施保證輸出電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)
PWM+開(kāi)關(guān):控制電路,根據(jù)反饋回來(lái)的信號(hào)控制變壓器儲(chǔ)存能量的多少,從而保證輸出的穩(wěn)定
采用開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):效率高,一般可以做到80%~90%,輸出電壓、電流穩(wěn)定。輸出紋波小。且這種電路都有完善的保護(hù)措施,屬高可靠性電源。
LED驅(qū)動(dòng)電源使用中應(yīng)注意的問(wèn)題:
A. LED降額使用。
B. 使用線性恒流驅(qū)動(dòng)器,特別注意其工作壓差。
C. 隔離式開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)器次級(jí)輸出電源不宜懸空,負(fù)極應(yīng)接地。
D.對(duì)開(kāi)關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)器,要嚴(yán)格遵守:先接好LED燈,再接通驅(qū)動(dòng)器電源的操作順序。
一般來(lái)說(shuō)LED均采用直流驅(qū)動(dòng),因此在市電與LED之間需要加一個(gè)電源適配器即LED驅(qū)動(dòng)電源,它的功能是把交流市電轉(zhuǎn)換成適合LED的直流電,通常驅(qū)動(dòng)LED采用專用恒流源或者驅(qū)動(dòng)芯片,容易受體積和成本等因素的限制,最經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法就是采用電容降壓式電源。
用它驅(qū)動(dòng)小功率LED,具有不怕負(fù)載短路、電路簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),而且一個(gè)電路能驅(qū)動(dòng)1~70個(gè)小功率LED,但是,這種電源電路啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊,尤其是頻繁啟動(dòng),會(huì)給LED造成破壞,當(dāng)然采取適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)便可避免這種沖擊。
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