LED驅(qū)動(dòng)器特性分析

電路和一個(gè)電流開(kāi)關(guān)電路。 　　當(dāng)電壓檢測(cè)電路探測(cè)到電源的不同電壓等級(jí)時(shí)，會(huì)向電流開(kāi)光電路發(fā)送一個(gè)信號(hào)，然后電流開(kāi)關(guān)電路被自動(dòng)激活，使用預(yù)先確定的電流值來(lái)對(duì)LED的電氣設(shè)置進(jìn)行重新調(diào)整，從而有效點(diǎn)亮盡可能多的LED。 　　線性驅(qū)動(dòng)器 　　線性穩(wěn)壓器通過(guò)在穩(wěn)壓器輸出端和接地節(jié)點(diǎn)之間連接一個(gè)電流采樣電阻，可以提供一個(gè)產(chǎn)生恒定電流的簡(jiǎn)單方法。該穩(wěn)壓器的恒定輸出電壓通過(guò)反饋電阻來(lái)產(chǎn)生恒定電流。電源參考電壓和電流采樣電阻決定了LED的電流。線性穩(wěn)壓器通常用于驅(qū)動(dòng)低功率LED，比如像PDA這樣的便攜式設(shè)備的背光燈。這些LED的典型電流值在15 mA到25 mA之間，Vf在3.0 V到3.4V之間。如果線性驅(qū)動(dòng)器用于為多個(gè)LED供電，則這些LED應(yīng)該串聯(lián)，以確保通過(guò)所有LED的電流相同，從而使發(fā)光量大致相等。 　　線性驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是方案的成本和電磁干擾較低，因?yàn)榫€性穩(wěn)壓器只需要在驅(qū)動(dòng)IC周圍放置幾個(gè)電阻，并不會(huì)使用開(kāi)關(guān)元件。由于線性驅(qū)動(dòng)器需要輸出很高的電壓以便提供LED電流，因此這種方案的缺點(diǎn)是效率較低，即LED電壓與電源電壓的比值較低。線性穩(wěn)壓器的主要局限性是電源電壓總是高于LED電壓，因而線性電壓源無(wú)法提高輸出電壓，而只能將電壓降低到一定的程度。這種低效率會(huì)造成發(fā)熱問(wèn)題。 　　開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器 　　對(duì)于較寬輸入范圍的高電流應(yīng)用來(lái)說(shuō)，諸如上面所提到的簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)器方案會(huì)產(chǎn)生較高的發(fā)熱量和較低的效率。而具有恒定電流輸出的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器則是驅(qū)動(dòng)大功率LED的首選。該驅(qū)動(dòng)器通常用于對(duì)串聯(lián)的電感和LED負(fù)載或并聯(lián)的電容和LED上的供電電壓進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。該電感或電容則用于當(dāng)開(kāi)關(guān)開(kāi)啟時(shí)保存電能；然后在開(kāi)關(guān)關(guān)閉是為L(zhǎng)ED提供電流。與線性驅(qū)動(dòng)器不同，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器可以配置實(shí)現(xiàn)電壓遞減(buck)，遞增(boost)或兩者共存的功能。因此很明顯開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器允許LED在較寬的輸入電壓范圍上工作。除了具有恒定發(fā)光量的電流調(diào)整功能，它們還能將電能損失降到最低。毋庸置疑的是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器比線性穩(wěn)壓器更有效率。然而與線性穩(wěn)壓器相比，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器成本更高并且需要針對(duì)EMI問(wèn)題進(jìn)行謹(jǐn)慎的設(shè)計(jì)。為了通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)驅(qū)動(dòng)LED，需要找到一個(gè)最令人滿意的性能價(jià)格比。 　　PWM調(diào)光 　　許多LED應(yīng)用都需要調(diào)光功能，比如LED背光或建筑照明調(diào)光。通過(guò)調(diào)整LED的亮度和對(duì)比度可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光功能。簡(jiǎn)單的降低器件的電流也許能夠?qū)ED發(fā)光進(jìn)行調(diào)整。但是讓LED在低于額定電流的情況下工作會(huì)造成許多不良后果，比如色差問(wèn)題。 　　取代簡(jiǎn)單電流調(diào)整的方法是在LED驅(qū)動(dòng)器中集成脈寬調(diào)制(PWM)控制器。PWM的信號(hào)并不直接用于控制LED，而是控制一個(gè)開(kāi)關(guān)，例如一個(gè)MOSFET，以向LED提供所需的電流。PWM控制器通常在一個(gè)固定頻率上工作并且對(duì)脈寬進(jìn)行調(diào)整，以匹配所需的占空比。當(dāng)前大多數(shù)LED芯片都使用PWM來(lái)控制LED發(fā)光。為了確保人們不會(huì)感到明顯的閃爍，PWM脈沖的頻率必須大于100 Hz。 　　PWM控制的主要優(yōu)點(diǎn)是通過(guò)PWM的調(diào)光電流更加精確，這樣就最大程度的降低了LED發(fā)光時(shí)的色差。 　　LED驅(qū)動(dòng)器的其他特性 　　由于能夠發(fā)出比傳統(tǒng)照明光源更多的光，高亮度LED在許多照明應(yīng)用中占領(lǐng)了一席之地。但是這些LED會(huì)產(chǎn)生比傳統(tǒng)LED更多的熱量。因此，LED驅(qū)動(dòng)器需要過(guò)熱保護(hù)功能以避免在持續(xù)工作中被發(fā)出的熱量所損壞。 　　用一個(gè)熱敏電阻可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)過(guò)熱保護(hù)電路，用于當(dāng)溫度達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)切斷LED的電源。除了過(guò)熱保護(hù)，還有其他的安全問(wèn)題需要考慮，例如短路保護(hù)和斷路保護(hù)。