大功率LED驅(qū)動電源的設(shè)計要素( 一)

LED(Lighty Emitting Diode)，又稱發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體發(fā)光器件。

近幾年，LED技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在發(fā)光亮度和效率方面具有明顯的提高，尤其是大功率LED，更被寄以厚望，并逐步取代以往的光源，成為照明領(lǐng)域的新一代綠色光源。它具有光效高、低功耗、壽命長、穩(wěn)定性高、光色純、安全性好、可控性強等優(yōu)點。

然而大功率LED所需的驅(qū)動電源為直流的低電壓，所以傳統(tǒng)上用以驅(qū)動燈泡(鎢絲)、日光燈、節(jié)能燈、鈉燈等光源的電源并不適合直接驅(qū)動大功率LED;而普通的降壓、穩(wěn)壓電源必須重新改良后，才能適用于驅(qū)動大功率LED。

本文根據(jù)大功率LED的工作特性，對市場上常見的驅(qū)動電源進(jìn)行分析;提出了在路燈照明領(lǐng)域的應(yīng)用中，為了能更好的發(fā)揮大功率LED的優(yōu)點，驅(qū)動電源必須滿足恒流輸出、散熱、效率、功率因素、過壓過流過溫保護(hù)等多個設(shè)計要素。

一、大功率LED的工作特性

下圖為正向?qū)▔航?VF)和正向電流的(IF)非線性關(guān)系曲線圖。由曲線可知，當(dāng)正向電壓超過某個閾值，即通常所說的導(dǎo)通電壓之后，可近似認(rèn)為，IF隨著VF的上升而急劇上升;由圖可知，大功率LED是低電壓、大電流的發(fā)光器件，當(dāng)前大功率LED的最高IF可達(dá)1A，而VF一般為2～4V。

由于大功率LED的光特性通常都描述為電流(IF)的函數(shù)，而不是電壓(VF)的函數(shù)。加上LED生產(chǎn)工藝和溫度的不同，大功率LED的正向壓降(VF)變化范圍會出現(xiàn)比較大的波動(最大可達(dá)1V以上)，而由上圖中的VF-IF曲線可知，VF的微小變化會引起較大的IF變化;其LED發(fā)光的強度由流過LED的電流決定，電流過強會引起LED的衰減，電流過弱會影響LED的發(fā)光強度。所以,采用恒壓源驅(qū)動不能保證LED亮度的一致性，并且影響LED的可靠性和壽命。因此，大功率的LED通常采用恒流源驅(qū)動，以保證大功率LED使用的安全性，同時達(dá)到理想的發(fā)光強度。

下圖是LED的光通量(φv/lm)和溫度(℃)與關(guān)系曲線，由下圖可知光通量與溫度成反比，溫度的變化對LED的波長也有一定的影響，因此，良好的散熱是LED保持恒定亮度的保證。

二、恒電壓源模式

2.1、工頻變壓器線性穩(wěn)壓源

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