LED工作原理

LED具有环保、节能、效率高、寿命长、安全可靠的上风，为此，必需了解LED的使用前提、工作原理、驱动方法和典型应用。当PWM波输出低电平时，VQ1截止，LED熄灭。线形稳压法的长处是结构简朴、外部元件少、效率中等、本钱较低。但一般的整流电路的输出电压跟着电网电压的波动也会变化，由此可知，采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的特性。

LED的(de)(de)亮度主要与VF、IF有(you)关。经由三(san)极(ji)管VQ1的(de)(de)基极(ji)连接到P沟道MOS管的(de)(de)栅极(ji)上。长(zhang)处是(shi)高效、不乱，但(dan)轻易产生人耳(er)听得见的(de)(de)噪(zao)声(sheng)，本(ben)钱高，设(she)计复杂。但(dan)是(shi)，此电(dian)路效率仍是(shi)低(di)。因此，LED驱动通常(chang)采用(yong)恒(heng)流源驱动。这类电(dian)路常(chang)见的(de)(de)结(jie)构包括降压、升压、降压-升压等类型。

LED的驱动技术与开关电源中应用的技术十分类似，LED驱动电路是一种电源转换电路，但输出的是恒定电流而非恒定电压。为了知足以上要求，通常采用的控制电流的方法有：通过调节限流电阻的大小实现控制电流；通过调节限流电阻上的基准电压来调节电流；PWM调制实现电流控制。当驱动电路直接驱动MOS管时，会引起被驱(qu)(qu)动MOS管的(de)快速开通(tong)和关断(duan)，这就可(ke)(ke)能造成被驱(qu)(qu)动MOS管漏源(yuan)极间(jian)电压(ya)的(de)振荡。由图可(ke)(ke)知，LED的(de)最(zui)高IF可(ke)(ke)达1A，而(er)VF通(tong)常(chang)为(wei)2V～4V。驱(qu)(qu)动的(de)任务(wu)既要保持恒(heng)流特性，还要保持较低的(de)功耗。

限(xian)流法

电(dian)网电(dian)压(ya)通过降(jiang)压(ya)、整(zheng)流(liu)、滤波后(hou)，通过电(dian)阻(zu)限流(liu)使LED不乱(luan)工作。使用者(zhe)只需(xu)提供宽、窄不同的数字(zi)脉冲，即可实(shi)现改变(bian)输出(chu)电(dian)流(liu)，从而调节白光LED的亮度。

LED驱动技术由LED的工作原理知道，要使LED保持最佳的亮度状(zhuang)态，需要恒流源(yuan)来驱动(dong)。?

PWM法

PWM脉宽调(diao)制，即用脉宽调(diao)制的(de)方(fang)法，改变(bian)LED驱动(dong)(dong)电流的(de)脉冲(chong)占空比来控制光的(de)亮度。一则引(yin)起(qi)射频干扰(rao)，二则有可能造成MOS管遭受(shou)过高的(de)电压而击穿损(sun)坏。此驱动(dong)(dong)电路的(de)特点(dian)是(shi)，通(tong)过一个电感器将(jiang)能量(liang)传递给负(fu)载(zai)，通(tong)常是(shi)用一个PWM控制信号，对MOSFET晶体管触发导通(tong)和关断来实(shi)现。

LED的VF与IF 的关系

LED的(de)(de)正向(xiang)压降变(bian)化(hua)范围比(bi)较大(da)(可(ke)达1V以(yi)上(shang))，而由上(shang)图中的(de)(de)VF-IF曲线可(ke)知，VF的(de)(de)微小变(bian)化(hua)会(hui)引(yin)起IF较大(da)的(de)(de)变(bian)化(hua)，从(cong)而引(yin)起亮度的(de)(de)较大(da)变(bian)化(hua)。

所以，通常LED的(de)发光特性都(dou)用(yong)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)的(de)函数来描述，而(er)不是(shi)(shi)电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)函数。通过改变PWM的(de)占空比和(he)电(dian)(dian)(dian)(dian)感器的(de)充放电(dian)(dian)(dian)(dian)时(shi)间，对(dui)输入电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)和(he)输出电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)的(de)比率(lv)(lv)进行调(diao)节。电(dian)(dian)(dian)(dian)阻限流(liu)的(de)长处是(shi)(shi)设计简朴(po)、本钱低、无电(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)干扰；但是(shi)(shi)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)会(hui)跟着VF的(de)变化(hua)而(er)改变亮度(du)，效率(lv)(lv)很(hen)低，散热难。由于MC7809和(he)R1上(shang)的(de)压(ya)降仍占很(hen)大比例，其效率(lv)(lv)约为(wei)40%左(zuo)右(you)。当电(dian)(dian)(dian)(dian)源电(dian)(dian)(dian)(dian)压(ya)在±10%的(de)范围(wei)内变动时(shi)，流(liu)过LED的(de)电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)变化(hua)将≥25%，LED上(shang)的(de)功率(lv)(lv)变化(hua)超过30%。

LED驱动工作原理

低碳”糊口是目(mu)前倡导的一种观念，对于照明来说，LED的应用就是详细(xi)体现。

P沟道MOS管(guan)的(de)(de)(de)(de)栅(zha)极(ji)(ji)驱(qu)动，采(cai)用简(jian)朴的(de)(de)(de)(de)NPN三极(ji)(ji)管(guan)驱(qu)动放大电(dian)路，以改善MOS管(guan)的(de)(de)(de)(de)导(dao)(dao)通(tong)过程(cheng)，减少驱(qu)动电(dian)源的(de)(de)(de)(de)功(gong)率(lv)。是(shi)(shi)利用简(jian)朴的(de)(de)(de)(de)数字脉(mai)冲，反复开关(guan)LED驱(qu)动器的(de)(de)(de)(de)调光技(ji)术。当PWM波输出高(gao)(gao)电(dian)平时，三极(ji)(ji)管(guan)VQ1导(dao)(dao)通(tong)，从(cong)而(er)使(shi)MOS管(guan)的(de)(de)(de)(de)栅(zha)极(ji)(ji)电(dian)压低于(yu)源极(ji)(ji)电(dian)压，MOS管(guan)的(de)(de)(de)(de)源极(ji)(ji)和漏极(ji)(ji)导(dao)(dao)通(tong)，LED点(dian)亮。这种电(dian)路的(de)(de)(de)(de)致命缺点(dian)是(shi)(shi)：电(dian)阻R上(shang)的(de)(de)(de)(de)功(gong)耗(hao)(hao)直接影响了系统的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)，再加上(shang)变压器损耗(hao)(hao)，系统效(xiao)(xiao)率(lv)约50%。为了达到既能使(shi)LED不(bu)乱(luan)工作，又能保持高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)效(xiao)(xiao)率(lv)，应(ying)采(cai)用低功(gong)耗(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)限流元(yuan)件和电(dian)路来(lai)使(shi)系统效(xiao)(xiao)率(lv)进步。不(bu)管(guan)在(zai)任何情(qing)况下，都要(yao)输出恒(heng)定(ding)(ding)而(er)均(jun)匀的(de)(de)(de)(de)电(dian)流，纹(wen)波电(dian)流要(yao)控(kong)制在(zai)一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)范围(wei)内。LED的(de)(de)(de)(de)伏(fu)安特性见图1，其中VF是(shi)(shi)LED的(de)(de)(de)(de)正(zheng)向压降(jiang)、IF是(shi)(shi)正(zheng)向电(dian)流。

稳(wen)压法

一(yi)(yi)个集成(cheng)稳(wen)压元件MC7809，使输(shu)出(chu)真个电(dian)(dian)(dian)压基(ji)本不乱在9V，限(xian)流电(dian)(dian)(dian)阻R可(ke)用(yong)得很小，不会(hui)造成(cheng)LED的电(dian)(dian)(dian)压不稳(wen)。当正向电(dian)(dian)(dian)压超过(guo)阈(yu)值(即(ji)导通(tong)电(dian)(dian)(dian)压，如(ru)图约1.7V)时，可(ke)近(jin)似(si)以为IF与VF成(cheng)正比(bi)。为解(jie)决这一(yi)(yi)题目，需在被驱动MOS管的栅极与驱动电(dian)(dian)(dian)路的输(shu)出(chu)之(zhi)间串联一(yi)(yi)只(zhi)无(wu)感电(dian)(dian)(dian)阻。这就称不上是节能照(zhao)明产品(pin)。