第2章 LED驱动电路
2.1 LED驱动技术
2.1.1 LED驱动的技术方案
原始电源有各种形式,但无论那种电源,一般都不能直接给LED供电。因此,要用LED做照明光源就要解决电源变换问题。LED实际上是一个电流驱动的低电压半导体器件,LED驱动器应具有直流控制、高效率、PWM调光、过压保护、负载断开、小尺寸及简便易用等特性。
1.给LED供电的电源变换器的设计要点
(1)LED是单向导电器件,由于这个特点,就要用直流电流或者单向脉冲电流给LED供电。
(2)LED是一个具有PN结结构的半导体器件,具有势垒电动势,这就形成了导通门限电压,加在LED上的电压值超过这个门限电压,LED才会充分导通。大功率LED的门限电压一般在2.5V以上,正常工作时LED的压降为3~4V。
(3)LED的V-I伏安特性曲线是非线性的,流过LED的电流在数值上等于供电电源的电动势减去LED的势垒电动势再除以回路的总电阻(电源内阻、引线电阻、LED体电阻之和)。因此,流过LED的电流与加在LED两端的电压不成正比。
(4)LED的PN结具有负的温度系数,温度升高则LED的势垒电动势降低。由于这个特点,LED不能直接用电压源供电,必须采取限流措施;否则随着LED工作时温度的升高,电流会越来越大,以至损坏LED。
(5)流过LED的电流与LED的光通量的比值也是非线性的。LED的光通量随着流过LED的电流增加而增加,但不成正比,越到后面光通量增加得越少。因此,应使LED在一个发光效率比较高的电流值下工作。
另外,LED也和其他光源一样,所能承受的电功率是有限的。如果加在LED上的电功率超过一定数值,LED可能损坏。由于生产工艺和材料特性方面的差异,同样型号LED的势垒电动势及LED的内阻也不完全一样,这就导致LED工作时的压降不一致,再加上LED势垒电动势具有负的温度系数,因此,LED不能直接并联使用。
2.给LED供电的方法
用原始电源给LED供电有四种情况:低电压驱动、过渡电压驱动、高电压驱动、市电驱动。不同的情况在电源变换器技术实现上有不同的方案。下面简要介绍上述几种电源驱动LED方法。
1)低电压驱动LED
低电压驱动是指用低于LED正向导通压降的电压驱动LED,如一节普通干电池或镍铬/镍氢电池,其正常供电电压在0.8~1.65V之间。低电压驱动LED需要把电压升高到足以使LED导通的电压值。对于LED这样的低功耗照明器件这是一种常见的使用情况,如LED手电筒、LED应急灯、节能台灯等。由于受单节电池容量的限制,一般不需要很大功率,但要求有最低的成本和比较高的变换效率,考虑有可能配合一节5号电池工作,还要有最小的体积。其最佳技术方案是电容式升压变换器。
2)过渡电压驱动LED
过渡电压驱动是指给LED供电的电源电压值在LED压降附近变动,这个电压有时可能略高于LED压降,有时可能略低于LED压降。例如,一节锂离子电池或者两节串联的铅酸电池,电池充满电时电压在4V以上,电池放电快结束时电压在3V以下,典型应用如LED矿灯。
过渡电压驱动LED的电源变换电路既要解决升压问题,还要解决降压问题,为了配合一节锂离子电池工作,也需要有尽可能小的体积和尽量低的成本。一般情况下功率也不大,其最高性价比的电路结构是电感式升降压变换器。
3)高电压驱动LED
高电压驱动是指给LED供电的电压值始终高于LED压降,如6V、12V、24V蓄电池。典型应用如太阳能草坪灯、太阳能庭院灯、机动车的灯光系统等。高电压驱动LED要解决降压问题,由于高电压驱动一般由普通蓄电池供电,会用到比较大的功率,如机动车照明和信号灯光,应该有尽量低的成本。变换器的最佳电路结构是电感式降压变换器。
4)市电驱动LED
采用市电驱动LED是最有实用价值的驱动方式,也是推广LED在照明领域应用必须要解决好的问题。用市电驱动LED要解决降压和整流问题,还要有比较高的变换效率,有较小的体积和较低的成本,还应该解决安全隔离问题;考虑对电网的影响,还要解决好电磁干扰和功率因数问题。对中小功率的LED,其最佳电路结构是隔离式单端反激变换器。对于大功率的LED,应该使用桥式变换电路。
2.1.2 LED驱动器特性
1.直流控制
LED是电流驱动的器件,其亮度与正向电流呈比例关系。应用中可采用以下两种方法控制LED的正向电流。
(1)采用LEDV-I曲线来确定产生预期正向电流所需要向LED施加的电压。驱动电路一般采用一个电压源和一个限流电阻器,如图2-1所示。图2-1所示的控制方法有多项不足之处,若LED正向电压发生变化,会引起LED电流也发生变化。如果LED额定正向电压为3.6V,则图2-1中LED的电流为20mA。如果正向电压变为4.0V(温度或制造变化引起的特定压变),那么正向电流则降低到14mA。正向电压变化11%会导致更大的正向电流变化30%。另外,在限流电阻上将消耗一定的电能而降低电池的使用寿命。
(2)利用恒流电源来驱动LED,恒流电源可消除LED正向电压变化所导致的电流变化,因此可产生恒定的LED亮度。恒流电源驱动LED电路如图2-2所示,在图2-2所示的电路中,电源参考电压和电流检测电阻器值决定了LED电流。当驱动多只LED时,采用LED串联方式可以使流过每只LED中的电流一致。驱动并联LED需要在每个LED并联支路中串联一个限流电阻,但会导致电路效率降低。
图2-1 具有限流电阻的LED驱动电路
图2-2 驱动LED的恒流电源
2.高效率
实用的LED驱动器必须具有较高的效率,LED驱动器的效率与驱动器采用的电路拓扑、控制方式、电源电压等有直接的关系,如驱动器中的电流检测电阻器消耗的电源功率与所选的参考电压相关。选用0.25V参考电压的电源与选用1V参考电压的电源效率比较如图2-3所示,较低的参考电压具有较高的效率。
图2-3 0.25V与1V参考电压效率比较
3.LED调光
在许多LED应用中都需要对亮度进行调节,例如,在LCD背光应用中的调光功能就可提供亮度及对比度调节。设计中可采用两种调光方式:模拟方式与PWM调制方式。模拟方式是指通过向LED施加50%的最大电流,LED可产生50%的亮度。这种方法的缺点是会出现LED颜色偏移,并且需要采用模拟控制信号,因此使用率一般不高。PWM调制方式是在50%占空比时给LED施加满电流,LED可产生50%亮度。为确保肉眼看不到PWM脉冲,PWM信号的频率必须高于100Hz。最大PWM频率取决于电源启动与响应时间。为提供最大的灵活性及集成简易性,LED驱动器应能够接受高达50kHz的PWM频率。
4.过压保护
恒流模式工作的电源都具有无论负载为多少都可输出恒定电流的特性,如果负载电阻增大,电源的输出电压也必须随之增大,以使电源保持恒流输出。如果电源检测到过大的负载电阻,或者负载断开的话,输出电压可升高到超出IC或其他分立电路元件的电压额定值,因此恒流模式工作的电源必须具有过压保护功能。
恒流LED驱动器可采用多种过压保护方法,其中一个方法是采用齐纳二极管与LED并联。在过压条件下,输出电压高于齐纳二极管击穿电压使其导通,输出电流通过齐纳二极管,然后通过电流检测电阻器接地。在齐纳二极管限制最大输出电压的情况下,电源可连续产生恒定的输出电流。这种方法限制输出电压值为齐纳二极管的击穿电压与电源的参考电压之和。更有效的过压保护方法是监控输出电压,在达到过压设定值时关闭电源,在过压条件下关闭电源可降低驱动器的功耗。
5.负载断开
LED驱动电源中一个经常被忽视的功能是负载断开,在电源失效时负载断开功能可以使LED与电源断开。这种功能在断电和PWM调光模式下是至关重要的,升压转换器在断电期间,LED仍然通过电感器和二极管与输入电源端连接。由于电源仍然与LED连接,就会产生一个小的泄漏电流。即使泄漏电流很小,若升压转换器断电时间很长也会累计消耗大量的电能,将极大缩短电池的使用寿命。
在PWM调光模式下的空闲期间,因输出电容器仍然与LED连接。如果没有负载断开功能,输出电容器会通过LED放电,直到PWM脉冲再次打开电源。由于电容器在每个PWM循环开始都已部分放电,所以电源必须在每个PWM循环开始时给输出电容器充电。因此会在每个PWM循环产生电容充电电流脉冲,该电流脉冲会降低系统效率并在输入总线上产生瞬变电压。
LED驱动器若具有负载断开功能,在升压转换器断电期间,LED就会与电源端断开,不会存在泄漏电流,而且在PWM调光循环开始之前输出电容器都是充满电的,因此不会在每个PWM循环产生电容充电电流脉冲。实施负载断开电路的MOSFET应设置在LED和电流检测电阻器之间。若MOSFET设置在电流检测电阻器和接地之间,将产生一个附加压降。
6.简便易用
简便易用是相对而言的。在评估电路的简便易用性能时,不但必须考虑初始设计的复杂性,而且还必须要考虑将来进行快速修改并把电路用于其他有不同输入/输出要求的电路时需要做的工作。设计中常采用滞后控制器消除传统电源设计中必需的复杂频率补偿功能。由于最佳的补偿随输入/输出条件的不同而不同,传统电源设计不能实现针对不同工作条件的快速修改,而滞后控制器具有内在的稳定性,从而在输入/输出条件改变时无须改变电路中元器件的参数。
7.小尺寸
小尺寸是便携式电子设备电路设计的一个重要特性,电路元件的尺寸受多种因素的影响。其中一个因素是工作频率。高工作频率允许采用小型无源元件。用于便携电子设备的LED驱动器应能够以高达1MHz的频率工作,由于高的工作频率并不能明显缩小电路尺寸,而且较高的工作频率会增加损耗,降低了LED驱动器的效率,缩短了电池的使用寿命,所以工作频率一般不超过1MHz。把各种功能集成到控制IC是实现小型驱动解决方案的一个最重要的方法。如果上述所有功能都通过分立式元件实现,它所需要的电路板空间将超出电源自身占用的空间。把由分立式元件实现的功能集成到控制IC内,可大大缩小整体驱动器尺寸。功能集成的第二个同样重要的优势是可以降低解决方案总成本。
2.1.3 LED与驱动器的匹配
LED已经广泛应用于照明、装饰灯具产品中,在设计LED照明系统时,需要考虑选用什么样的LED驱动器,以及LED作为负载采用的串/并联连接方式,合理的匹配设计才能保证LED正常工作。在LED的应用电路中,经常需要几十个甚至上百个LED组合在一起构成发光组件,LED的连接形式直接关系到其可靠性和使用寿命。设计中选择LED驱动电路时,一般要考虑成本和性能因素。系统设计中的一个约束条件是可用的电源功率和电压,其他约束条件还有功能特性,如针对环境光线做出调整的特性。
LED可根据不同参数进行筛分,包括正向电压及在特定正向电流时的色度和亮度。例如,白光LED的正向电压范围通常为3.5~4V,典型工作电流为15~20mA。当多个LED在一个照明设备中应用时,这些LED通常都需要进行匹配,以产生均匀的亮度。因此,经匹配的LED,在某个特定电压范围内其正向电压VF及其他参数都是匹配的。LED正向电压VF的差异通常为3.5~3.65V、3.65~3.8V及3.8~4.0V,飞兆半导体公司(Fairchild Semiconductor)最新产品的VF=3V,低VF值的LED一般应用于小型显示设备中,较大的彩色显示器通常需要较高的亮度,一般采用中或高VF值的LED。
一般来说,LED的VF值是系统设计的重要参数,因为便携式电子设备通常是由电池供电的,例如,移动电话使用单节锂离子电池,其电压范围为2.7~4.2V。如果将系统对电池工作电压的要求设计为不低于3V,设计中就可以直接使用低至3V且未经稳压的电池电压来驱动LED。
LED匹配的差异级别包括发光强度和色度,色度决定显示的颜色,LED色度大多与LED设计及制造所使用的半导体工艺有关,电气工作条件对色度的影响很小。对于发光强度而言,筛选工艺可测量在给定LED正向工作电流下的发光强度。
目前,市场上已有能够驱动多只LED的驱动IC,其功能包括电压提升至可驱动多只串联LED,以便与每列包含一只或多只LED及多列LED进行电流匹配。特定驱动IC可提供独立于LED正向电压VF的精确电流匹配。另一项常用功能是LED的亮度控制,若应用于电子设备中的LED具有亮度控制功能,可为电子设备提供更多丰富的显示功能。
将多个LED连接在一起使用时,正向电压和电流均必须匹配,整个组件才能产生一致的亮度。实现恒定电流最简单的方法是将经过正向电压筛选的LED串联起来。随着采用匹配LED的数量增加,采用高性能多功能驱动IC是良好的解决方案。目前的LED驱动IC还具有软启动、短路保护,以及能将外围部件数减至最少等功能特点。
1.LED采用全部串联方式
如图2-4所示,LED采用全部串联方式连接,即将多只LED的正极对负极连接成串,其优点是通过每只LED的工作电流一样(一般应在串联支路中串入限流电阻R),但要求LED驱动器输出较高的电压。当LED的一致性差别较大时,虽然分配在不同的LED两端的电压不同,但通过每只LED的电流相同,所以LED的亮度是一样的。
当某一只LED因品质不良而短路时,如果采用稳压式驱动(如常用的阻容降压方式),由于驱动器输出电压不变,那么分配在剩余的LED两端电压将升高,驱动器输出电流将增大,导致余下的所有LED损坏。例如,采用恒流式驱动LED,当某一只LED因品质不良而短路时,由于驱动器输出电流保持不变,不影响余下所有LED的正常工作。
当某一只LED品质不良断开后,串联在一起的LED将全部不亮。解决的办法是在每个LED两端并联一个齐纳二极管,如图2-5所示,当然齐纳管的导通电压要比LED的导通电压高,否则LED就不能正常工作。
图2-4 LED采用全部串联方式连接图
图2-5 LED两端并联齐纳管连接图
串联方式能确保流过每只LED的电流一致,如果4只LED串联后总正向电压VF为12V,就必须使用具有升压功能的驱动电路,以便为每只LED提供充足的电压。因LED的VF值存在一个变化范围,串联LED之间的压差会随之变化,对亮度的均匀性产生一定的影响。
飞兆半导体公司的FAN5608就可使用未匹配的LED,而其升压电路具有智能检测功能,可将电压提升至LED串联组件所需的电压值。该串联驱动方案可以驱动2个独立的LED组件,各组件有4只串联的LED,并具有独立的亮度控制功能。
FAN5608具有内置肖特基二极管,不需要外部二极管,从而节省了印制电路板空间;内置升压电路的效率不低于90%,有助于延长电池使用寿命,且具有软启动功能、低电磁干扰和极少纹波等特点;可独立控制LED的亮度使设计更为灵活,并只需一个驱动器即可同时驱动移动电话的LCD和键盘。FAN5608驱动IC带有内置DAC(Digital Analog Canvert-er,数字模拟信号转换器),具有模拟检测功能,可选择使用模拟、数字或PWM方式控制亮度。该驱动IC集成了温度控制功能,可将LED使用寿命提高达50%。
2.LED采用全部并联方式
图2-6 LED采用全部并联方式连接图
在并联设计中,多只LED由具备独立电流的驱动电路来驱动。并联设计基于低驱动电压,因此不需要带电感的升压电路,基于电荷泵驱动的并联设计可提供低电磁干扰、低噪声、高效率,并在较少外部器件条件下工作。在串联设计中,一只LED发生故障就会导致整个照明子系统失效,而并联设计可避免这种严重缺陷,使设计容错性较强。如图2-6所示,LED采用全部并联方式连接,即将多只LED的正极与正极、负极与负极并联连接,其特点是每只LED的工作电压一样,总电流为IF×n,为了实现每只LED的工作电流IF一致,要求每只LED的正向电压也要一致。但是,器件之间特性参数存在一定差别,且LED的正向电压VF随温度上升而下降,不同LED可能因为散热条件差别,而引发工作电流IF的差别,散热条件较差的LED,温升较大,正向电压VF下降也较大,造成工作电流IF上升,而工作电流IF上升又加剧温升,如此循环可能导致LED损坏。LED采用并联方式要求LED驱动器输出较大的电流,负载电压较低。设计中应挑选一致性较好的LED,要求分配在所有LED两端的电压相同,当LED的一致性差别较大时,通过每只LED的电流不一致,LED的亮度也不同。LED采用并联方式适用于电源供电电压较低的电子设备(如太阳能或电池)。
当某一只LED品质不良断开时,如果采用稳压式驱动(如稳压式开关电源),驱动器输出电流将减小,而不影响余下所有LED正常工作;如果采用恒流式驱动,由于驱动器输出电流保持不变,分配在余下LED的电流将增大,将导致损坏所有余下的LED。解决办法是尽量多并联LED,当断开某一只LED时,分配在余下LED中的电流不大,不至于影响余下LED正常工作。所以功率型LED并联时,不宜选用恒流式驱动器。当某一只LED品质不良短路时,那么所有的LED将不亮,但如果并联LED的数量较多,通过短路LED的电流较大,足以将短路的LED烧成断路。
现有两种用于并联配置的驱动IC:一种是采用匹配VF的LED驱动IC;另一种是采用未匹配VF的LED驱动IC。
(1)驱动匹配的LED。使用具有内部匹配电流源的LED驱动IC来驱动并联的匹配LED,驱动IC在现有的3.3~5.5V总线电压下运行,LED的电流通过单一的外部电阻器来调节。由于不需要DC/DC转换进行升压,故无须采用外部电感,因此电路的电磁干扰和纹波可达到最小。如果电源电压稳定且经过稳压处理,无须为每个LED配备设置电流的电阻器。
(2)驱动未匹配的LED。为了驱动未匹配的LED,需要使用可为每只LED提供独立电流控制的IC来获得均匀亮度。因LED的VF有一定的范围,驱动IC将均匀地匹配各电流以获得均匀亮度,并可在现有的3.3~5V总线电压下运行。电路中的驱动IC会测量所有LED的VF,选出最高VF的LED,并将VOUT提升至驱动这个最大VF值LED所需的最低电平。
3.LED采用混联方式
图2-7 LED采用混联方式的连接图
在需要使用比较多LED的电子设备中,如果将所有LED串联,则需要LED驱动器输出较高的电压。如果将所有LED并联,则需要LED驱动器输出较大的电流。将所有LED串联或并联,不但限制了LED的使用量,而且并联LED负载电流较大,驱动器的成本也会增加。解决办法是采用混联方式。如图2-7所示,串、并联的LED数量平均分配,分配在每一LED串联支路上的电压相同,通过同一串联支路中每只LED上的电流也基本相同,LED亮度一致。同时通过每条串联支路LED的电流也相近。
当某一串联支路LED中有一只品质不良短路时,无论采用稳压式驱动还是恒流式驱动,这一LED串联支路相当于少了一只LED,通过这一LED串联支路的电流将大增,很容易损坏这一串联支路的LED。大电流通过损坏的LED串联支路后,由于通过的电流较大,而使这串联支路中的LED断路。断开这一LED串联支路后,如果采用稳压式驱动,驱动器输出电流将减小,而不影响余下所有LED正常工作;如果采用恒流式驱动,由于驱动器输出电流保持不变,分配在余下LED中的电流将增大,容易损坏所有LED。解决办法是尽量采用多并联、串联后的LED支路,当断开某串联后的LED支路时,分配在余下LED中的电流不大,不至于影响余下LED正常工作。
这种先串后并的线路优点是线路简单、亮度稳定、可靠性高,并且对器件的一致性要求较低,即使个别LED失效对整个发光组件影响较小。假定为n=8的GaAs材料LED,设计正向电流IF=20mA为目标值,单个LED正向电压VF=2.0V,则VD=8×VF=16.0V,VR=IF×R=20×200=4.0V(R=200Ω,为LED正向电阻),VCC=VD+VR=20.0V。当单个LED的VF离散性较大时,假设VD=15.6~16.4V时,则对应VR=4.4~3.6V,很容易计算IF=22~18mA,可以看出单个LED光强变化量在10%以内,基本上保持发光组件亮度均匀。当出现一只LED短路时,VD=14V则VR=6V;,实际上由于单只LED短路造成IF上升,单只LED的VF随IF的增加而增加,VD应高于14V,则VR小于6V,LED串联支路电流应小于30mA,具体电流值与所采用不同的单只LED有关,当出现一只LED开路时,将导致这串8只LED熄灭,从原理上LED开路的可能性极小。无论单只LED开路或短路,均不影响其他LED串联支路发光,不至于使整个发光组件失效,这种连接形式的发光组件可靠性较高,并且对LED的要求也较宽松,适用范围大,不需要特别挑选,整个发光组件的亮度也相对均匀。在工作环境因素变化较大的情况下,使用这种连接形式的发光组件的效果较为理想。
先并后串混合连接构成的发光组件,在单组并联LED中,由于器件和使用条件的差别,导致单组中个别LED出现短路,使正常的LED失去工作电流IF,导致整组LED熄灭,总电流IF×n全部从短路器件通过,短路电流可使LED内部键合金属丝或其他部分烧毁,造成开路,这时正常的LED重新获得电流,恢复正常发光,只是工作电流IF较原来大一点。
由于上述原因,采用先并后串连接形式的发光组件在应用中,可能出现先是一组几只LED一起熄灭,一段时间后,除其中一只LED不亮,其他LED又恢复正常。由于LED的VF的不稳定性,使多只LED并联使用时,工作电流精度范围受到限制。因此,采用LED并联形式,应考虑器件和环境差别等因素对电路的影响,设计时应留有一定的余量,以保证其可靠性。
混联方式还有另一种接法,即将LED平均分配后,分组并联,再将每组串联在一起。当有一只LED品质不良短路时,如果采用恒流式驱动,由于驱动器输出电流保持不变,除了有短路LED的这一并联支路外,其余的LED正常工作。假设并联的LED数量较多,驱动器的驱动电流较大,通过这只短路的LED电流将增大,大电流通过这只短路的LED后,很容易使短路的LED变成断路。由于并联的LED较多,断开一只LED的并联支路,平均分配电流变化不大,依然可以正常工作,整个LED组件,仅有一只LED不亮。
如果采用稳压式驱动,品质不良的LED短路瞬间,负载相当于少并联一路LED,加在其余LED上的电压增高,驱动器输出电流将大增,极有可能立刻损坏所有LED,只有将这只短路的LED烧成断路,驱动器输出电流才能恢复正常,由于并联的LED较多,断开一只LED的并联支路,平均分配电流变化不大,依然可以正常工作。
通过对以上分析可知,驱动器与LED串、并联方式搭配选择是非常重要的,恒流式驱动器不适合采用LED并联方式,同样地,稳压式驱动器不适合选用LED串联方式。
4.交叉阵列形式
为了提高可靠性,降低LED的故障概率,出现各种各样的连接设计,交叉阵列形式就是其中一种。交叉阵列形式电路如图2-8所示,每串以3只LED为一组,其共同电流输入来源于a、b、c、d、e串,输出也同样分别连接至a、b、c、d、e串,构成交叉连接阵列,这种交叉连接方式的目的是,即使个别LED开路或短路,不会造成发光组件整体失效。
5.LED驱动电路拓扑结构
与荧光灯的电子镇流器不同,LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为直流电压,并同时完成与LED的电压和电流的匹配。飞利浦近年来致力于LED驱动电路的开发,已研发出多种LED驱动电路拓扑结构以适合各方面应用的需求,产品已广泛地运用于照明、汽车电子、路标、显示背光等领域。一种简单的LED驱动电路的拓扑结构如图2-9所示。
图2-8 LED交叉阵列形式电路图
图2-9 简单的LED驱动电路的拓扑结构
这种LED驱动电路主要由电源隔离变压器,AC/DC整流器和限流电阻组成,变压器起到隔离和变压的作用,而限流电阻的作用主要是控制LED电流,限流电阻R应该比LED的正向等效电阻RS大,这样才能克服LED电流随输入电压和环境温度等因素而产生的变化,但是从效率角度考虑,却不应取得太大。
在实际运用中,驱动器负载常采用通过串、并联构成的LED阵列,这会使输出电流随输入电压和环境温度等因素而发生的变化更加显著,若构成LED阵列的形式或LED个数变化,限流电阻也应相应变化,所以采用这种简单结构的LED驱动电路,一般只适合于驱动形式固定的、LED个数较少的LED阵列。
在飞利浦开发的另外一款高档次的LED驱动电路中,引入了电压或电流反馈控制环节,可以根据需要改变LED阵列形式和LED个数,得到不同的输出功率。同时该驱动电路也克服了因输入电压、环境温度等因素引起LED发光颜色易变动等弊端,功率因数达到0.9以上,THD(Total Harmonic Distortion,总谐波失真)可做到20%以下,寿命可达到50000h以上,同时还可完成从100%~1%的调光功能,并且还具有过压和过流保护功能。由其构成的LED驱动电路结构框图如图2-10所示。
图2-10 高档次LED驱动电路结构框图
LED驱动电路主体结构采用flyback拓扑结构,MOSFET的通断由控制IC控制。这种结构在完成向负载提供直流电压的同时,既实现了功率因数的校正,又完成了负载与电源的隔离。
LED驱动电路的另一个任务是使LED的电流在各种因素的影响下都能控制在预先设计的水平上。电路将反馈的LED电压或电流信号送入信号控制模块,与设置的基准电压或电流信号进行比较,误差信号经处理后送回初级控制IC中处理,当LED电流因各种因素而产生变化时,初级控制IC可以通过控制开关使负载电流回到初始设计值上。