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高功率LED恒流源串联驱动器

2011-09-21 浏览量:643

随着大功率LED的问世,因其发光效率是一般荧光灯或白炽灯的5-7倍,节能效果十分显著。因而,大功率LED具有广泛的应用前景。目前,单个大功率LED已有1W3W,5W10W,已被大量使用的是1W3W的大功率LED,采用多个大功率LED串联和并联,其组合输出功率已达70W-100W.

大功率LED虽具有发光效率高和节能的优点,但其管压降的不一致却是需要克服的缺点。其次,大功率LED的温度特性较差,随着结温和环境温度的改变,其管子的电流和发光效率变化很大,这也给使用带来了不便。

 

由于大功率LED存在以上缺点,人们在使用时多采用两种驱动方案:

  1. 恒压源驱动:即采用多个LED并联后用恒压源驱动,这样,由于LED的管压降不一致,使得二极管的电流不一致,从而其发光效率也不大一样,在大功率LED中,此方案应用较少。
  2. 恒流源驱动:由于大功率LED的管压降不一致,另外,LED受其结温和环境温度的影响很大,所以,用多个LED串联,并用恒流源驱动能有效克服上述缺点。

 

大功率LED的主要特性

工作波长:大功率LED的工作波长与其发光颜色有关,例如,冷白光的LED的工作波长在525-600埃之间,而暖白光LED的工作波长在525-675埃之间。

正向压降:大功率LED的正向电压每变化0.1V时,其电流变化约100MA

工作电流与发光强度的关系:大功率LED的发光强度与其结温和环境温度有关。这主要是由于温度升高时,其工作电流也相应减少,同样,LED的发光强度与其工作电流的关系近似为线性,对于1W3WLED,其工作电流每减少100MA,发光强度减少约15%

 

高功率LED串联恒流源驱动器的原理

 

目前市场上出现的高功率LED串联驱动器有其局限性,一般为3-6LED串联,且个数要一定,不能任意联接。本人提出一种任意个(1-20个)LED串联的恒流源驱动方案,其工作原理如下:

1WLED为例,其额定电流为350MA,由于某种原因使LED电流减少时,恒流源电路采集到变化(减少)的电流值,进行放大后,通过U1传输给控制电路,控制电路对采样信号进行反相处理,输出脉冲宽度增大。宽度增大的输出脉冲驱动功率转换级的功率管D5,使得次级输出电压增加,这样,串联LED两端的电压也增大,于是,流过LED的电流也增大,这就维持了LED的电流恒定。同样,若由于某种原因,使LED的电流增大时,其控制过程相反。这种恒流源驱动器的优点就在于:不管LED的管压降差异有多大,其结温和环境波恩度的变化引起二极管的变化有多大,都能通过高速恒流源电路的快速调整,来维持LED的电流恒定。

 

综上所述,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,恒流源可以更好地控制LED灯的亮度,更适合用于室内LED照明电源。



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