LED驱动恒流电源设计详解

LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为恒流电源，同时按照LED器件的要求完成与LED的电压和电流的匹配。按常用LED驱动电路的不同，LED驱动电源通常可以分为三大类，一是开关恒流源，二是线性IC电源，三是阻容降压电源。

1、开关恒流电路

采用变压器将高压变为低压，并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电。开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源，隔离是指输出高低电压隔离，安全性非常高，所以对外壳绝缘性要求不高。非隔离安全性稍差，但成本也相对低，传统节能灯就是采用非隔离电源，采用绝缘塑料外壳防护。开关电源的安全性相对较高(一般是输出低压)，性能稳定，缺点是电路复杂、价格较高。开关电源技术成熟，性能稳定，是目前LED照明的主流电源。

2、线性IC电源

采用一个IC或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电容，寿命长，成本低。缺点是输出高压非隔离，有频闪，要求外壳做好防触电隔离保护。市面上宣称无(去)电解电容，超长寿命的，均是采用线性IC电源。IC驱电源具有高可靠性，GX率低成本优势，是未来理想的LED驱动电源。

3、阻容降压电源驱动电路

采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电路简单，成本低，但性能差，稳定性差，在电网电压波动时及容易烧坏LED，同时输出高压非隔离，要求绝缘防护外壳。功率因数低，寿命短，一般只适于经济型小功率产品(5W以内)。功率高的产品，输出电流大，电容不能提供大电流，否则容易烧坏，另外国家对高功率灯具的功率因数有要求，即7W以上的功率因数要求大于0.7，但是阻容降压电源远远达不到(一般在0.2-0.3之间)，所以高功率产品不宜采用阻容降压电源。市场上，要求不高的低端型的产品，几乎全部是采用阻容降压电源，另外，一些高功率的便宜的低端产品，也是采用阻容降压电源。

4、led驱动原理

正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线，由曲线可知，当正向电压超过某个阈值(约2V)，即通常所说的导通电压之后，可近似认为，IF与VF成正比。见表是当前主要超高亮LED的电气特性。由表可知，当前超高亮LED的Z高IF可达1A，而VF通常为2～4V。

由于LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，光通量(φV)与IF的关系曲线，因此，采用恒流源led驱动电路可以更好地控制亮度。此外，LED的正向压降变化范围比较大(Z大可达1V以上)，而由上图中的VF-IF曲线可知，VF的微小变化会引起较大的，IF变化，从而引起亮度的较大变化。

LED的温度与光通量(φV)关系曲线，由下图可知光通量与温度成反比，85℃时的光通量是25℃时的一半，而一40℃时光输出是25℃时的1.8倍。温度的变化对LED的波长也有一定的影响，因此，良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。

所以，采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此，超高亮LED通常采用恒流源驱动。

5、电源成本性能比较

以3W小球泡和16W日光灯管为例，各种电源成本比较：

可见，不同类别的电源，其成本差异是非常大的，其中过认证的开关隔离源Z贵，阻容降压电源Z便宜。

6、各类电源性能之比较：

在中高端市场，开关恒流非隔离电源仍是市场的主流电源，厂家一般会在结构设计上进行防高压隔离。而在低端市场，大部份厂家是采用阻容降压电源，也有部分厂家采用线性IC电源(要求厂家有一定的设计能力)。

采用不同的电源，产品的性能及价格是不一样的，我们应该根据不同的市场选用不同的产品。

7、led驱动设计思想

LED的发光原理是在它两端加上正向电压，使半导体中少数和多数载流子发生复合，放出过剩能量，从而引起光子的发射。

LED在可携式产品中背光源的地位已经不可动摇，即便是在大尺寸LCD的背光源当中，LED也开始挑战CCFL(冷阴极萤光灯)的主流地位;

而在照明领域，LED作为半导体照明Z关键的部件，更是因为顶着节能、环保、长寿命、免维护等诸多光环而受到市场的追捧。驱动电路是LED(发光二极管)产品的重要组成部分，无论在照明、背光源还是显示板领域，驱动电路技术架构的选择都应与具体的应用相匹配。