led驱动电路(led驱动电路设计)

海潮机械 2022-12-14 04:46 编辑:admin 130阅读

1. led驱动电路设计

一般单颗LED的导通电压红黄光在2.4V左右,蓝绿光在3.6V左右; 但做成照明LED成品,它可能用在直流12V,或者交流100V~240V的电源上,自然需要提供一个恒流或者恒压的电源作为驱动,一个良好的电源驱动可以提高照明LED产品的寿命(即光衰)。 现在LED照明产品中,用恒流电源的比较多。 一般驱动电路包含一个桥式电路,变压线圈,大电容等等关键器件或电路,各个厂家的设计不一,在目的和原理都差不多。

2. LED驱动电路设计与仿真

LED灯驱动一般都是220V输入,直流恒流降压DC驱动。怎么配就看那些灯珠是怎么接法和灯珠的功率。0.5W是125~160mA.1W是250~320mA.如果灯珠是0.5W单串,因为串联电路每一点的电流都是一样的,那就不用管它串了多少个,都按0.5W的电流来配,如果是0.5W两个并联。那就按1W来算。以此类推。

3. LED驱动电路设计

LED驱动电源的参数

  输入电压范围

  使用者看到电源上的标示输入电压范围是85-265VAC而实际使用时候则是100-240VAC,其实在安规认证时,便会进行所谓加严±10%测试(IEC60950加严+6%-10%),所以电源供应器规格书定义的电压范围在使用上是不会有问题;而电源上标示则是满足安规规范,且确保使用者能正确输入电源。

  功率因数(PFC)

  PFC(PowerFactorCorrection)功率因素校正,主要为改善电源供应器输入端有效功率与视在功率的比值。一般不含PFC线路的机型,其输入端的功率因子只有0.4~0.6,而具有主动式PFC线路则可以达0.95以上,其相关式如下:

  视在功率=输入电压×输入电流(VA)

  有效功率=输入电压×输入电流×功率因素(W)

  以环保的观点:电力公司发电厂必须产生大于视在功率的电能,其发电机组才可以稳定供给市场电能需求,而电能的实际使用则是有效功率。如果功率因子为0.5,表示发电机组发出大于2VA电力,才能安全供给电能1W的需求,其能源运作效益差。反之,若功率因素改善为0.95,则电力公司发电机组只要发出大于1.06VA电力,供给电能1W的需求便无问题,能源的运作效益较佳。

  保护功能

  过电压/过电流/过载/过温度故障保护是指电源供应器因输入电源,负载,环境,冷却电路或装置失效等内外条件的变化而威胁到电源的安全,导致电源不能正常工作时,电源的相关电路功能被激活而发生的保护动作。

  OVP:过压保护(OverVoltageProtection)。开关电源电路的一个特性,在输出端出现不正常的高电压时保护开关电源和负载。

  欠压保护:当被保护线路的电源电压低于一定数值时,保护器切断该线路;当电源电压恢复到正常范围时,保护器自动接通。

  OCP:过流保护(OverCurrentProtection)。在直流开关电源电路中,为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是,当输出电流超过某一值时,调整管处于反向偏置状态,从而截止,自动切断电路电流。

  短路保护ShortCircuitProtection:在短路时限制开关电源的输出电流到一个安全值以保护开关电源不受损坏。

  OTP:过热保护电路(OverTemperatureProtection。直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积,使其单位体积内的功率密度大大提高,因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高,必然会使电路性能变坏,元器件过早失效。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。

  保护(动作)有以下几种方式:

  1.重启(断开电源后再次接通,电源则恢复正常。分自动和手动两种);

  2.打嗝(hiccup:间断式输出);

  3.Foldbacklimiting(在负载接近短路时,能线性地降低输出电流至正常值的方法);

  4.限流(Constantcurrentlim或称恒流,可限制输出电流不因负载的过载或短路而无限增长。即使负载出现短路状况也不会导致设备停机和电源损坏)。

  5.宕机过电流/过载/过电压/过温度故障,通常指输出电流/功率/(或输入)电压及散热器温度超过电源的额定值以上的保护阈值时危险状态。

  浪涌电流

  交换式电源供应器在输入电源送电的瞬间会出现一短暂(1/2~1电源周期,EX:60Hz电源1/120~1/60秒)的大电流(依产品设计约为20~60A,请参考产品规格书),产品开机之后便恢复正常电流输入,每次都在电源输入端送电的瞬间才会出现,此为正常现象,并不会造成电源供应器的损坏。但不建议持续对电源供应器开机/关机。另应注意,如果使用多台电源供应器同时间开机时,有可能会造成系统配电的保护开关跳脱动作,建议多台电源供应器间延时开机,或采用电源产品的遥控功能进行产品的顺序延时开机。

  输出电压精度

  输出电压精度是指实际输出电压与额定输出电压的差值,这个误差是由线路稳定度和负载稳定度的叠加值。通常该参数在+/-1%线路稳定度是指当输入电压在允许范围的最大值和最小值之间变化时,输出电压偏离额定电压的百分比。负载稳定度是指当输出负载电流在允许范围的最大值和最小值之间变化时,输出电压偏离额定电压的百分比。

  二、为什么用恒流电源驱动LED灯具?

  LED的寿命是指发生光衰的时间,恒流驱动由于控制住了LED的电流,确保了LED芯片的结温不会过高,防止了半导体芯片,封装材料,荧光材料的异常老化。LED的发光强度就不会过快降低(即光衰)。采用其他类型的电源因不能控制LED的电流恒定,因其温升不易得到控制,导致了光衰的发生。

  LED的发光强度与电流大小成正比,因此,LED驱动电源需要具有恒流输出特性,以保证LED在使用过程中能获得稳定的发光强度和厂家保证的长寿命。恒流电源为了保证恒流驱动LED,则LED必须串联,才能保证电路内的每一个LED的电流都相等且恒定。当LED灯组的功率需求越来越大时,LED串联数就越来越多,电压需求正比于串联数,结果电压就越来越高,安全就易出问题,制造和使用要求会更严格,这就会给电源带来成本升高和使用的困难。因此大功率LED的驱动就出现了低压驱动的要求。

  CV+CC的电源是可以工作在恒压,也可以工作在恒流上。

  IP等级

  

  效率Efficiency:用百分比表示的总输出功率对有源输入功率的比率。即:效率=输出功率/输入功率*100%。

  额定功率:指电源的最大输出功率(电压V和电流A的乘积)。

  EMC:电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC包括EMI(电磁干扰)及EMS(电磁耐受性)两部门,所谓EMI电磁干扰,为开关电源传导或辐射的有害能量。而EMS指开关电源在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

  纹波:由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的,这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成分,这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。

  输出纹波和噪声RippleandNoise,Output:在规定的带宽内,开关电源输出交流电压的幅度,通常用毫伏级的峰峰值或RMS值表示。

  总谐波失真:TotalHarmonicDistortion,简称THD。是指用信号源输入时,输出信号(谐波及其倍频成分)比输入信号多出的额外谐波部分,通常用百分数来表示。一般说来,1000Hz频率处的总谐波失真最小,因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。所以测试总谐波失真时,是发出1000Hz的声音来检测,这一个值越小越好。

  过冲(Overshoot)和下冲(Undershoot):过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压—对于上升沿是指最高电压而对于下降沿是指最低电压。下冲是指下一个谷值或峰值。过分的过冲能够引起保护二极管工作,导致过早地失效。过分的下冲能够引起假的时钟或数据错误。

  工作环境温度Temperature,OperatingAmbient:开关电源可以合理的电气指标和稳定性工作的温度范围。除非规定如此,否则不要认为开关电源在整个的温度范围内都可以输出满功率,也不是说开关电源在整个工作温度范围内都能保持同样的电气指标。

  PWM:脉冲宽度调制(PluseWidthModulation):一种开关电源使用的电压调整方法,指仅通过改变脉冲序列的宽度控制输出。

4. LED驱动电路设计实例

LED电源有很多种类,各类电源的质量、价格差异非常大,这也是影响产品质量及价格的重要因素之一。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。

  

LED驱动电源就是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电源转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。

  

而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。

 

 概括地说,LED驱动也是开关电源的一种,只是它有几点特殊性,也是这类开关电源的共性,所以习惯上把它分类称为LED驱动了。这几点特殊性是:

  

它的电压输出是3.2的倍数,就是说电压输出的形式为3.2V、6.4V.9.6V、12.8V.。但最多一般不超过25.6V,因为超过这个数后,在开启LED的时候,会因产品的一至性不好而发生瞬间烧掉最后导通的那只LED的可能性。而这个电压也不是恒定的,而是随负载的变化而变化,以达到恒流的目的。

5. LED驱动电路设计与应用

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。

6. LED驱动电路设计方案

线性led驱动工作原理:

输入交流120V/60HZ 正弦波经整流后;变成120HZ的直流半波电压波形。 半波电压爬升至每段LED导通电压时,IC进行恒流控制;使LED电流控制在一定范围内。

 电压在0时;没电压全部元件不工作; 当电压爬升达到一定,开始工作;工作时输出脚 pin5、6、7里面的MOS均是开启工作在导通状态的。

电压波形爬升至第一段电压:9V*9=81V (实际LED在7V左右就已经开始工作了)时;通道1 pin7 开始流过电流。当电流达到设计值时,IC进行限流恒流。此时通道1(PIN7)对地的波形:波谷部分为对应半波由80V→0V→80V 段的波形;此时通道一 内部MOS导通;故对地电压为0。

当电流到达恒流点后,MOS工作在线性状态,其余电压均加在MOS上面;波形中的正半周电压实际为整理后的半波电压峰值166V 减去灯珠压降约80V后得出的峰值波形。

7. LED驱动电路设计报告

原理:

无电感电容led 恒流驱动电路是把电源供应转换为特定的电压,电流以驱动 LED 发光的电压转换器,

引通常情况下: LED 驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。而 LED 驱动电源的输出则大多数为可随 LED 正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。

8. LED驱动电路设计百度云

手电筒LED驱动电路一般是在电子厂生产的,个人很少与这个技术可以手工DIY出来,因为PCB板上要焊接很多元件,个人制作好象难度太大了。

具体的流程和工艺用几句话也说不明白,你要是怎有兴趣,可以直接电话问电子厂,不过估计他们不一定会答复你。

我是做手电筒的钛光照明,目前照射效果比较强的手电筒,主要是配用800流明单芯片CREE XML T6 LED的远射聚焦手电筒,中近距离泛光强,远距离聚焦好,路面照射效果超棒,是户外和夜间骑行的首选。另有配T6 LED的18650小直,体积小,亮度超给力,可以交流一下。

9. LED驱动电路设计原理

  原始电源有各种形式,但无论哪种电源,一般都不能直接给LED供电。因此,要用LED做照明光源首先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单向导电器件,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、小型尺寸,以及简便易用等特性。设计给LED供电的电源变换器时必须要注意以下事项。  ①由于LED是单向导电器件,所以要用直流电流或者单向脉冲电流给LED供电。  ②由于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,所以加在LED上的电压值必须超过这个门限电压,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。  ③LED的电流、电压特性是非线性的。因为流过LED的电流在数值上等于供电电源的电动势减去LED的势垒电动势后再除以回路的总电阻(电源内阻、引线电阻、LED体电阻之和),所以流过LED的电流和加在LED两端的电压不成正比。  ④由于LED的PN结具有负的温度系数,则温度升高时LED的势垒电动势会降低。因此LED不能直接用电压源供电,且必须采取限流措施,否则随着LED工作时温度的升高,电流会越来越大以致损坏LED。  ⑤流过LED的电流和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,但却不成正比,越到后来光通量增加得越少。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,其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。  用原始电源给LED供电有4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的实现上有不同的方案。下面简要地介绍上述几种电源驱动LED的方法。  1.低电压驱动LED  低电压驱动就是指用低于LED正向导通压降的电压驱动LED,如用一节普通干电池或镍铬/镍氢电池驱动LED,其正常供电电压在0。8~1。65V之间。用低电压驱动LED时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,低电压驱动法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,低电压驱动电源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,考虑到有时有可能需配合一节5号电池工作,故还要其有最小的体积。最佳技术方案是选用电容式升压变换器。  2.过渡电压驱动LED  过渡电压驱动是指给LED供电的电源的电压值在LED压降附近变动,这个电压有时可能略高于LED的压降,有时可能略低于LED的压降。如由一节锂电池或两节串联的铅酸电池构成的电源,电池充满电时其电压在4V以上,电池放电快结束时电压在3V以下,典型应用为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。一般情况下其功率也不大,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供电的电源的电压值始终高于LED的压降,常见的电源有6V、12V、24V蓄电池。该方法的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,由于高电压驱动时一般是由普通蓄电池供电的,会用到比较大的功率,如机动车照明和信号灯光,因此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在照明领域的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。考虑到它对电网的影响,还要解决好电磁干扰和功率因数问题。对中、小功率的LED而言,其最佳电路结构是隔离式单端反激变换器:对于大功率的应用场合,应该使用桥式变换电路。

10. LED驱动电路设计与应用书籍

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。

11. LED驱动电路设计的题目

LED电动车灯控制电路,包括控制信号电路、LED恒流驱动电路、LED灯管组件以及电流采集电路;所述控制信号电路的输出端与所述LED恒流驱动电路的输入端连接,所述LED恒流驱动电路的输出端与所述LED灯管组件的输入端连接,所述LED灯管组件的输出端与所述电流采集电路的输入端连接,所述电流采集电路的输出端与所述LED恒流驱动电路的恒流控制端连接。