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1、:LED 驱动设计知识LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流（即市电）、 低压直流、 高压直流、低压高频交流（如电子变压器的输出）等。 而LED驱动电源的输出则大 多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。根据电网的用电规则和LED驱动电源的特性要求，在选择和设计LED驱动电 源时要考虑到以下几点：1. 高可靠性 特别像LED路灯的驱动电源，装在高空，维修不方便，维修的 花费也大。2. 高效率LED是节能产品，驱动电源的效率要高。对于电源安装LED驱动电源在灯具内的结构，尤为重要。因为LED的发光
2、效率随着LED温度的升高而下 降，所以LED的散热非常重要。电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热 量就小，也就降低了灯具的温升。对延缓 LED的光衰有利。3. 高功率因素 功率因素是电网对负载的要求。 一般 70瓦以下的用电器，没 有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大， 但晚上大家点灯，同类负载太集中，会对电网产生较严重的污染。对于 30瓦40 瓦的LED驱动电源，据说不久的将来，也许会对功率因素方面有一定的指标要求。4. 驱动方式 现在通行的有两种：其一是一个恒压源供多个恒流源，每个恒 流源单独给每路LED供电。这种方式，组合灵活，一路 LED故障，不影
3、响其他 LED的工作，但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电，LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点，但灵活性差，还要解决某个LED故障，不影响其他LED运行的问题。这两种形式，在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式，在成本 和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。5. 浪涌保护 LED 抗浪涌的能力是比较差的，特别是抗反向电压能力。加强 这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外，如LED路灯。由于电网负载的启 甩和雷击的感应，从电网系统会侵入各种浪涌，有些浪涌会导致LED的损坏。因 此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入，保护 LED不被损坏的能力。6. 保护功能电源除了常规的保护功能外，
4、最好在恒流输出中增加LED温度负反馈，防止LED温度过高。7. 防护方面 灯具外安装型，电源结构要防水、防潮，外壳要耐晒。8. 驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。9. 要符合安规和电磁兼容的要求。随着LED的应用日益广泛，LED驱动电源的性能将越来越适合LED的要求。1、按驱动方式可分为两大类：(1) 恒流式:a、恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值 的大小不同在一定范围内变化，负载阻值小，输出电压就低，负载阻值越大，输 出电压也就越高 ;b、恒流电路不怕负载短路，但严禁负载完全开路。c、恒流驱动电路驱动 LED是较为理想的，但相对而言价格较高。d、 应注意所使用
5、最大承受电流及电压值，它限制了LED的使用数量；(2) 稳压式：a、当稳压电路中的各项参数确定以后，输出的电压是固定的，而输出的电 流却随着负载的增减而变化 ;b、稳压电路不怕负载开路，但严禁负载完全短路。c、 以稳压驱动电路驱动 LED每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显 示亮度平均 ;d、亮度会受整流而来的电压变化影响。2、按电路结构方式分类(1) 电阻、电容降压方式：通过电容降压，在闪动使用时，由于充放电的作 用，通过LED的瞬间电流极大，容易损坏芯片。易受电网电压波动的影响，电源 效率低、可靠性低。(2) 电阻降压方式：通过电阻降压，受电网电压变化的干扰较大，不容易做 成稳压电源，
6、降压电阻要消耗很大部分的能量， 所以这种供电方式电源效率很低， 而且系统的可靠也较低。(3) 常规变压器降压方式：电源体积小、重量偏重、电源效率也很低、一般 只有45%-60%所以一般很少用，可靠性不高。(4) 电子变压器降压方式： 电源效率较低，电压范围也不宽，一般180240V, 波纹干扰大。（5）RCC 降压方式开关电源：稳压范围比较宽、电源效率比较高，一般可以 做到70%- 80%应用也较广。由于这种控制方式的振荡频率是不连续，开关频 率不容易控制，负载电压波纹系数也比较大，异常负载适应性差。PWM控制方式开关电源：主要由四部分组成，输入整流滤波部分、输出 整流滤波部分、PWM稳压控制
7、部分、开关能量转换部分。PWM开关稳压的基本工 作原理就是在输入电压、 内部参数及外接负载变化的情况下， 控制电路通过被控 制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件导通的脉冲宽度， 使得开关电源的输出电压或电流稳定 （即相应稳压电源或恒流电源 ）。 电源效率极 高，一般可以做到 80%-90%，输出电压、电流稳定。一般这种电路都有完善的 保护措施，属高可靠性电源。LED驱动设计的关键点1、芯片发热这主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。假如芯片消耗的电流为2mA,300V的电压加在芯片上面，芯片的功耗为0.6W,当然会引起芯片的发热。驱动芯片的最大电流来自于驱动功率MOS管的消耗
8、，简单的计算公式为I=cvf （考虑充电的电阻效益，实际 l=2cvf,其中c为功率MOSS的cgs电容，v为功率管 导通时的gate电压，所以为了降低芯片的功耗，必须想办法降低c、v和f.女口果c、v和f不能改变，那么请想办法将芯片的功耗分到芯片外的器件，注意不 要引入额外的功耗。再简单一点，就是考虑更好的散热吧。2、功率管发热关于这个问题，也见到过有人在电源网论坛发过贴。功率管的功耗分成两部分，开关损耗和导通损耗。要注意，大多数场合特别是LED市电驱动应用，开关损害要远大于导通损耗。 开关损耗与功率管的 cgd 和 cgs 以及芯片的驱动能力 和工作频率有关，所以要解决功率管的发热可以从以
9、下几个方面解决：A、不能片面根据导通电阻大小来选择MO助率管，因为内阻越小，cgs和cgd电容越大。如 1N60 的 cgs 为 250pF 左右，2N60 的 cgs 为 350pF 左右，5N60 的 cgs 为 1200pF 左右，差别太大了，选择功率管时，够用就可以了。B剩下的就是频率和芯片驱动能力了，这里只谈频率的影响。 频率与导通损耗也成正比， 所以功率管发热 时，首先要想想是不是频率选择的有点高。想办法降低频率吧！不过要注意，当 频率降低时，为了得到相同的负载能力，峰值电流必然要变大或者电感也变大， 这都有可能导致电感进入饱和区域。如果电感饱和电流够大， 可以考虑将CCM连续电流
10、模式）改变成DCIM非连续电流模式），这样就需要增加一个负载电容了。3、工作频率降频这个也是用户在调试过程中比较常见的现象，降频主要由两个方面导致。 输入电压和负载电压的比例小、 系统干扰大。对于前者，注意不要将负载电压设 置的太高，虽然负载电压高，效率会高点。对于后者，可以尝试以下几个方面：a、将最小电流设置的再小点；b、布线干净点，特别是sense这个关键路径；c、将电感选择的小点或者选用闭合磁路的电感；d、加RC低通滤波吧，这个影响有点不好，C的一致性不好，偏差有点大，不过对于照明来说应该够了。无论如何 降频没有好处，只有坏处，所以一定要解决。4、电感或者变压器的选择终于谈到重点了，我还
11、没有入门，只能瞎说点饱和的影响了。 很多用户反 应，相同的驱动电路，用a生产的电感没有问题，用b生产的电感电流就变小了。 遇到这种情况，要看看电感电流波形。 有的工程师没有注意到这个现象， 直接调 节sense电阻或者工作频率达到需要的电流，这样做可能会严重影响 LED的使用寿命。所以说，在设计前，合理的计算是必须的，如果理论计算的参数和调试参 数差的有点远，要考虑是否降频和变压器是否饱和。变压器饱和时，L会变小，导致传输delay引起的峰值电流增量急剧上升，那么LED的峰值电流也跟着增加。在平均电流不变的前提下，只能看着光衰了。5、LED电流大小大家都知道 LEDripple 过大的话， L
12、ED 寿命会受到影响，影响有多大，也 没见过哪个专家说过。以前问过LED厂这个数据，他们说 30%以内都可以接受，不过后来没有经过验证。 建议还是尽量控制小点。 如果散热解决的不好的话， LED 一定要降额使用。也希望有专家能给个具体指标，要不然影响LED的推广。LED驱动电源当前存在不足的原因：生产LED照明及相关产品的公司的技术人员对开关电源的了解不够，做出的电源是可以正常工作， 但一些关键性的评估及电磁兼容的考虑不够， 还是有一定 得隐患；大部分LED电源生产企业都是从普通的开关电源转型过来做LED电源，对LED的特点及使用认识还不够；当前关于LED的标准几乎无，大部分都是参考开关电源和电子整流器的标准；现在大部分LED电源无统一，所以量大部分都比较小。采购量小，价格就偏 高，而且元器件供应商也不太配合；LED电源的稳定性：宽电压输入，高温和低温工作，过温、过压保护等问题 都无一一解决；首先是驱动电路整体周期， 尤其是关键器件如： 电容在高温下的周期直接影 响到电源的周期；是LED驱动器应挑战更高的转换效率，尤其是在驱动大功率 LED时更是如此, 因为所有未作为光输出的功率都作为热量耗散，电源转换效率的过低，影响了 LED节能效果的发挥；当前在功率较小 (1-5W 的应用场合，恒流驱动电源成本所占的比重已经接 近1/3，已经接近了光源的成本，一定程度上影响了市场推广。
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