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LED驱动器有多少种?各有什么优缺点?

发布时间:2023-03-08 12:00来源:www.51edu.com作者:畅畅

一、LED驱动器有多少种?各有什么优缺点?

LED驱动器按照驱动方式,可以分为恒流式、稳压式。

1、恒流驱动电路输出的电流是恒定的,不怕负载短路,但严禁负载完全开路,是LED较为理想的驱动类型,但相对而言价格较高。

2、稳压式输出的电压是固定的,不怕负载开路,但严禁负载完全短路,每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均。

LED驱动器按照电路结构方式,可以分为电阻电容降压方式、电阻降压方式、常规变压器降压方式、电子变压器降压方式、RCC降压方式、PWM控制方式。

1、电阻、电容降压方式:通过电容降压,在闪动使用时,由于充放电的作用,通过LED的瞬间电流极大,容易损坏芯片。易受电网电压波动的影响,电源效率低、可靠性低

2、电阻降压方式:通过电阻降压,受电网电压变化的干扰较大,不容易做成稳压电源,降压电阻要消耗很大部分的能量,所以这种供电方式电源效率很低,而且系统的可靠也较低。

3、常规变压器降压方式:电源体积小、重量偏重、电源效率也很低、一般只有45%~60%,所以一般很少用,可靠性不高。

4、电子变压器降压方式:电源效率较低,电压范围也不宽,一般180~240V,波纹干扰大。

5、RCC降压方式开关电源:稳压范围比较宽、电源效率比较高,一般可以做到70%~80%,应用也较广。由于这种控制方式的振荡频率是不连续,开关频率不容易控制,负载电压波纹系数也比较大,异常负载适应性差。

6、PWM控制方式开关电源:电源效率极高,一般可以做到80%~90%,输出电压、电流稳定。一般这种电路都有完善的保护措施,属高可靠性电源。

LED驱动器按电源安装位置分类,可分为外置电源和内置电源。

1、外置电源就是把电源安装在外面的。一般电压比较高,对人有安全危险的,就需要外置电源。与内置电源的区别就是电源加了一个外壳,常见的有路灯。

2、内置电源 就是把电源安装在灯具内,一般都是电压比较低,12v到24v,对人没什么安全隐患。

按照隔离方式来分有两种:一种是隔离电源,一种是非隔离电源。隔离电源较安全,有隔离变压器,输出电压不是很高,价格有点高。非隔离电源输出电压高,有安全隐患,但是价格便宜。按照输出的方式可分为:恒流驱动源和恒压驱动源,恒流电源输出电流为恒定值,有误差范围,LED灯具用恒流源较多。恒压源就是恒压输出,一般输出电压为12V或24V较多。按照防护等级可分为:防水和不防水电源,或者说室外和室内用的。很多了,按照输入方式可分为:宽电压输入和窄电压输入,有AC-DC,DC-DC的,还有可调光的和不可调光的。有PFC校正电路的和无PFC校正电路的,太多了。

二、RCC开关电源烧保险,一开机就烧

烧的保险管内如果是黑色的,直接查开关电源的开关变压器的初级至以前的电路,有元件击穿。凭经验可以查出并修复。

内部还是透明的,属电压不稳是保险丝管瞬间损坏,照着原来的A数的新的保险丝管换上即可。

祝愉快!

不带负载还烧保险的话。可能是;

开关管已击穿。

滤波电容坏。

变压器内部有短路、

三、LED调光器和驱动电源的连接方式是怎样的?

驱动电源直接输入接电源,输出接LED灯,调光的有PWM调光那是直接通过改变占空比来调光的!(不需连接)另外一种是通过可变电阻来调光的!(接在驱动电源上!)

四、什么叫RCC开关电源?最简单的RCC开关电源电路

此电路也叫做自激式反激转换器。 RCC电路不需要外部时钟的控制,由开关变压器和开关管就可以产生振荡的原因,使线路的结构非常的简单,这样就致使成本低廉。所以可以用之中电路来做出地价格的电源供应器。而市场上的小型电源供应器也是采用RCC来设计的。RCC电路的主要优缺点如下:

1、电路结构简单,价格成本低。

2、自激式振荡,不需要设计辅助电源。

3、随着输出电压或电流的变化,启动后,频率周期变化很大。

4、转换的效率不高,不能做成大功率电源。

5、噪声主要集中在低频段。

五、恒流驱动LED实现调光电路的原理

电路负载回路中串接一个小一点的电阻,电阻上面通过电流的话会产生压降,用三极管或者运算放大器去检测电阻上的电压并控制调整三极管的导通程度就可以控制电阻上的压降借以控制负载的电流恒定

六、LED驱动电源的工作原理

LED驱动电源原理介绍

下图为正向压降(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的最高IF可达1A,而VF通常为2~4V。

由于LED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,采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。此外,LED的正向压降变化范围比较大(最大可达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。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。

下图是 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。

下图是LED的温度与光通量关系曲线。

一般LED驱动电路介绍

由于受到LED功率水平的限制,通常需同时驱动多个LED以满足亮度需求,因此,需要专门的驱动电路来点亮LED。下面简要介绍LED概念型驱动电路。

阻限流电路 如下图所示,电阻限流驱动电路是最简单的驱动电路,限流电阻按下式计算。

式中:Vin为电路的输入电压: VF为IED的正向电流; VF为LED在正向电流为,IF时的压降; VD为防反二极管的压降(可选); y为每串LED的数目; x为并联LED的串数。

由上图可得LED的线性化数学模型为

式中:Vo为单个LED的开通压降; Rs为单个LED的线性化等效串联电阻。则上式限流电阻的计算可写为

当电阻选定后,电阻限流电路的IF与VF的关系为

由上式可知电阻限流电路简单,但是,在输入电压波动时,通过LED的电流也会跟随变化,因此调节性能差。另外,由于电阻R的接人损失的功率为xRIF,因此效率低。

线性调节器介绍

线性调节器的核心是利用工作于线性区的功率三极管或MOSFFET作为一动态可调电阻来控制负载。线性调节器有并联型和串联型两种。

下图a所示为并联型线性调节器又称为分流调节器(图中仅画出了一个LED,实际上负载可以是多个LED串联,下同),它与LED并联,当输入电压增大或者LED减少时,通过分流调节器的电流将会增大,这将会增大限流电阻上的压降,以使通过LED的电流保持恒定。

由于分流调节器需要串联一个电阻,所以效率不高,并且在输入电压变化范围比较宽的情况下很难做到恒定的调节。

下图b所示为串联型调节器,当输入电压增大时,调节动态电阻增大,以保持LED上的电压(电流)恒定。

由于功率三极管或MOSFET管都有一个饱和导通电压,因此,输入的最小电压必须大于该饱和电压与负载电压之和,电路才能正确地工作。

开关调节器介绍

上述驱动技术不但受输入电压范围的限制,而且效率低。在用于低功率的普通LED驱动时,由于电流只有几个mA,因此损耗不明显,当用作电流有几百mA甚至更高的高亮LED的驱动时,功率电路的损耗就成了比较严重的问题。开关电源是目前能量变换中效率最高的,可以达到90%以上。Buek、Boost和 Buck-Boost等功率变换器都可以用于LED的驱动,只是为了满足LED驱动,采用检测输出电流而不是检测输出电压进行反馈控制。

下图(a)为采用Buck变换器的LED驱动电路,与传统的Buek变换器不同,开关管S移到电感L的后面,使得S源极接地,从而方便了S的驱动,LED 与L串联,而续流二极管D与该串联电路反并联,该驱动电路不但简单而且不需要输出滤波电容,降低了成本。但是,Buck变换器是降压变换器,不适用于输入电压低或者多个LED串联的场合。

上图(b)为采用Boost变换器的LED驱动电源,通过电感储能将输出电压泵至比输入电压更高的期望值,实现在低输入电压下对LED的驱动。优点是这样的驱动IC输出可以并联使用,有效的提高单颗LED功率。

上图(c)为采用Buck—Boost变换器的LED驱动电路。与Buek电路相似,该电路S的源极可以直接接地,从而方便了S的驱动。Boost和 Buck-Boosl变换器虽然比Buck变换器多一个电容,但是,它们都可以提升输出电压的绝对值,因此,在输入电压低,并且需要驱动多个LED时应用较多。

PWM调光知识介绍

在手机及其他消费类电子产品中,白光LED越来越多地被使用作为显示屏的背光源。近来,许多产品设计者希望白光LED的光亮度在不同的应用场合能够作相应的变化。这就意味着,白光LED的驱动器应能够支持LED光亮度的调节功能。目前调光技术主要有三种:PWM调光、模拟调光、以及数字调光。市场上很多驱动器都能够支持其中的一种或多种调光技术。本文将介绍这三种调光技术的各自特点,产品设计者可以根据具体的要求选择相应的技术。

PWM Dimming (脉宽调制) 调光方式——这是一种利用简单的数字脉冲,反复开关白光LED驱动器的调光技术。应用者的系统只需要提供宽、窄不同的数字式脉冲,即可简单地实现改变输出电流,从而调节白光LED的亮度。PWM 调光的优点在于能够提供高质量的白光,以及应用简单,效率高!例如在手机的系统中,利用一个专用PWM接口可以简单的产生任意占空比的脉冲信号,该信号通过一个电阻,连接到驱动器的EN接口。多数厂商的驱动器都支持PWM调光。

但是,PWM 调光有其劣势。主要反映在:PWM调光很容易使得白光LED的驱动电路产生人耳听得见的噪声(audible noise,或者microphonic noise)。这个噪声是如何产生?通常白光LED驱动器都属于开关电源器件(buck、boost 、charge pump等),其开关频率都在1MHz左右,因此在驱动器的典型应用中是不会产生人耳听得见的噪声。但是当驱动器进行PWM调光的时候,如果PWM信号的频率正好落在200Hz到20kHz之间,白光LED驱动器周围的电感和输出电容就会产生人耳听得见的噪声。所以设计时要避免使用20kHz以下低频段。

我们都知道,一个低频的开关信号作用于普通的绕线电感(wire winding coil),会使得电感中的线圈之间互相产生机械振动,该机械振动的频率正好落在上述频率,电感发出的噪音就能够被人耳听见。电感产生了一部分噪声,另一部分来自输出电容。现在越来越多的手机设计者采用陶瓷电容作为驱动器的输出电容。陶瓷电容具有压电特性,这就意味着:当一个低频电压纹波信号作用于输出电容,电容就会发出吱吱的蜂鸣声。当PWM信号为低时,白光LED驱动器停止工作,输出电容通过白光LED和下端的电阻进行放电。因此在PWM调光时,输出电容不可避免的产生很大的纹波。总之,为了避免PWM调光时可听得见的噪声,白光LED驱动器应该能够提供超出人耳可听见范围的调光频率!

相对于PWM调光,如果能够改变RS的电阻值,同样能够改变流过白光LED的电流,从而变化LED的光亮度。我们称这种技术为模拟调光。

模拟调光最大的优势是它避免了由于调光时所产生的噪声。在采用模拟调光的技术时,LED的正向导通压降会随着LED电流的减小而降低,使得白光LED的能耗也有所降低。但是区别于PWM调光技术,在模拟调光时白光LED驱动器始终处于工作模式,并且驱动器的电能转换效率随着输出电流减小而急速下降。所以,采用模拟调光技术往往会增大整个系统的能耗。模拟调光技术还有个缺点在于发光质量。由于它直接改变白光LED的电流,使得白光LED的白光质量也发生了变化!

除了PWM调光,模拟调光,目前有些产商的驱动器支持数字调光。具备数字调光技术的白光LED驱动器会有相应的数字接口。该数字接口可以是SMB、I2C、或者是单线式数字接口。系统设计者只要根据具体的通信协议,给驱动器一串数字信号,就可以使得白光LED的光亮发生变化。

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