白光LED的驱动与应用
一、应用要求
1、驱动 电路是一种专为led 供电的特种电源 ,要具有简单的电路结构、较小的占用体积,以及较高的转换效率。
2、驱动电路的输出电参数(电流、电压)要与被驱动的led的技术参数相匹配,满足led的要求,并具有较高精度的恒流控制、合适的限压功能。多路输出时,每一路的输出都要能够单独控制。
3、具有线性度较好的调光功能,以满足不同应用场合对led发光亮度调节的要求。
4、在异常状态(led开路、短路、驱动电路故障)时,电路能够对电路本身、led和使用者都有相应的保护作用。
5、驱动电路工作时,对其他电路的正常工作干扰少,满足相关的电磁兼容性要求。
二、线性驱动应用
线性驱动应用是一种最为简单和最为直接的驱动应用方式。在照明级白光led 应用中,虽然存在着效率低、调节性差等问题,但是由于其电路简单、体积小巧,能满足一般要求,因此在一些特定的场合应用较多。
1、稳压电源vdd+镇流电阻r方式,电路的优点是结构简单、成本低。于与led串联的电阻上的附加损耗较大,并且线性稳压电源vdd自身的功耗也较大,因此两者叠加在一起所得到总体的效率很低(<50%),并且led电流的控制精度低、亮度不可调节,所以一般只应用于较小功率 、短时间照明的场合,如led手电筒、应急照明灯。
2、稳流电源vdd+镇流电阻r+电子开关 s方式,其优点不仅提高了led电流的控制精度,而且led的亮度也可以通过改变电子开关s的通断比来调节。然而,由于串联电阻和线性稳流电源的附加损耗均较高,因此所得到的总体效率仍然很低,具体的应用范围受到较大的限制。
三、开关型驱动应用
利用开关型驱动可以获得良好的电流控制精度和较高的总体效率,开关型驱动。
应用方式主要分为降压式和升压式两大类。
1、降压式开关驱动方式：降压式开关驱动是针对电源电压高于led的端电压或者是多个led采用并联驱动情况下的应用。
电路的主要原理是利用按照要求通断的电子开关s所得到的斩波电流,来得到满足led工作时要求的电流lf值,通过电流的负反馈作用(由r0进行电流取样)使得流经led的电流if稳定在一定的范围内,同时可以兼有一定的调光功能。
2、升压式开关驱动升压式开关驱动是针对电源电压低于led的端电压或者是多个led采用串联驱动情况下的应用。
电路的工作原理是利用按照要求通断的电子开关s的通断作用。在s开通时电源vdd给电感 l储能,s关断后l上的电压极性反转与电源电压vf相叠加来得到满足led工作时要求的电流值if和电压值vr,通过电流负反馈作用(由r0进行电流取样),使得流过led的电流if稳定在一定的范围内,同时可以兼有一定范围的调光功能。
四、调光应用方式
照明级白光led不适合采用线性手过改变段来调节其发光的亮度,应该采用电流if的幅值不变(led的工作电流),只改变if,单位时间内电流脉j中宽度的方式来调光,因为这样不会改变其发光的光谱而造成白光的偏色。常用的调光应用主要采用以下几种方式：
1、脉宽调制方式：脉宽调制是一种常见的调节led亮度的方式。通过改变加在led上的矩形脉冲电流的宽度大,使led上得到的平均电流在较大的范围内改变,可以获得较大范围的调光效果。
2、频率调制方式：频率调制是另一种调节led亮度的方式。保持加在led上的矩形脉冲电流(幅值不变)的宽度不变,通过改变单位时间加在led上的矩形脉;中电流的个数多少,使led上得到的平均电流在较大的范围内发生变化,使得led亮度具有较大范围的调节。
3、位角调制方式：位角调制是采用一串含有二进制序列脉冲,并且序列脉冲的每一位宽度都按照其位值的比例来延展。通过改变单位时间加在led上的矩形脉;中电流占有位值所延展的宽度,使led上得到的平均电流在较大的范围内发生变化,以调节led的亮度。
总之,照明级白光led是一种可用于替代普通照明的大功率固体发光器件 ,虽然受制于目前的价格,在一定程度上制约了应用的速度,但是由于其具有的优良性能所使然,随着研发技术的不断进步,可以预言照明级白光led一定具有良好的应用前景。
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2、驱动电路的输出电参数(电流、电压)要与被驱动的led的技术参数相匹配,满足led的要求,并具有较高精度的恒流控制、合适的限压功能。多路输出时,每一路的输出都要能够单独控制。
3、具有线性度较好的调光功能,以满足不同应用场合对led发光亮度调节的要求。
4、在异常状态(led开路、短路、驱动电路故障)时,电路能够对电路本身、led和使用者都有相应的保护作用。
5、驱动电路工作时,对其他电路的正常工作干扰少,满足相关的电磁兼容性要求。
二、线性驱动应用
线性驱动应用是一种最为简单和最为直接的驱动应用方式。在照明级白光led 应用中,虽然存在着效率低、调节性差等问题,但是由于其电路简单、体积小巧,能满足一般要求,因此在一些特定的场合应用较多。
1、稳压电源vdd+镇流电阻r方式,电路的优点是结构简单、成本低。于与led串联的电阻上的附加损耗较大,并且线性稳压电源vdd自身的功耗也较大,因此两者叠加在一起所得到总体的效率很低(<50%),并且led电流的控制精度低、亮度不可调节,所以一般只应用于较小功率 、短时间照明的场合,如led手电筒、应急照明灯。
2、稳流电源vdd+镇流电阻r+电子开关 s方式,其优点不仅提高了led电流的控制精度,而且led的亮度也可以通过改变电子开关s的通断比来调节。然而,由于串联电阻和线性稳流电源的附加损耗均较高,因此所得到的总体效率仍然很低,具体的应用范围受到较大的限制。
三、开关型驱动应用
利用开关型驱动可以获得良好的电流控制精度和较高的总体效率,开关型驱动。
应用方式主要分为降压式和升压式两大类。
1、降压式开关驱动方式：降压式开关驱动是针对电源电压高于led的端电压或者是多个led采用并联驱动情况下的应用。
电路的主要原理是利用按照要求通断的电子开关s所得到的斩波电流,来得到满足led工作时要求的电流lf值,通过电流的负反馈作用(由r0进行电流取样)使得流经led的电流if稳定在一定的范围内,同时可以兼有一定的调光功能。
2、升压式开关驱动升压式开关驱动是针对电源电压低于led的端电压或者是多个led采用串联驱动情况下的应用。
电路的工作原理是利用按照要求通断的电子开关s的通断作用。在s开通时电源vdd给电感 l储能,s关断后l上的电压极性反转与电源电压vf相叠加来得到满足led工作时要求的电流值if和电压值vr,通过电流负反馈作用(由r0进行电流取样),使得流过led的电流if稳定在一定的范围内,同时可以兼有一定范围的调光功能。
四、调光应用方式
照明级白光led不适合采用线性手过改变段来调节其发光的亮度,应该采用电流if的幅值不变(led的工作电流),只改变if,单位时间内电流脉j中宽度的方式来调光,因为这样不会改变其发光的光谱而造成白光的偏色。常用的调光应用主要采用以下几种方式：
1、脉宽调制方式：脉宽调制是一种常见的调节led亮度的方式。通过改变加在led上的矩形脉冲电流的宽度大,使led上得到的平均电流在较大的范围内改变,可以获得较大范围的调光效果。
2、频率调制方式：频率调制是另一种调节led亮度的方式。保持加在led上的矩形脉冲电流(幅值不变)的宽度不变,通过改变单位时间加在led上的矩形脉;中电流的个数多少,使led上得到的平均电流在较大的范围内发生变化,使得led亮度具有较大范围的调节。
3、位角调制方式：位角调制是采用一串含有二进制序列脉冲,并且序列脉冲的每一位宽度都按照其位值的比例来延展。通过改变单位时间加在led上的矩形脉;中电流占有位值所延展的宽度,使led上得到的平均电流在较大的范围内发生变化,以调节led的亮度。
总之,照明级白光led是一种可用于替代普通照明的大功率固体发光器件 ,虽然受制于目前的价格,在一定程度上制约了应用的速度,但是由于其具有的优良性能所使然,随着研发技术的不断进步,可以预言照明级白光led一定具有良好的应用前景。
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