大功率LED驅動電源的設計要素( 一)

LED(Lighty Emitting Diode)，又稱發光二極管，是一種能夠將電能轉化為可見光的半導體發光器件。

近幾年，LED技術取得了突飛猛進的發展，在發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，成為照明領域的新一代綠色光源。它具有光效高、低功耗、壽命長、穩定性高、光色純、安全性好、可控性強等優點。

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

本文根據大功率LED的工作特性，對市場上常見的驅動電源進行分析;提出了在路燈照明領域的應用中，為了能更好的發揮大功率LED的優點，驅動電源必須滿足恒流輸出、散熱、效率、功率因素、過壓過流過溫保護等多個設計要素。

一、大功率LED的工作特性

下圖為正向導通壓降(VF)和正向電流的(IF)非線性關系曲線圖。由曲線可知，當正向電壓超過某個閾值，即通常所說的導通電壓之后，可近似認為，IF隨著VF的上升而急劇上升;由圖可知，大功率LED是低電壓、大電流的發光器件，當前大功率LED的最高IF可達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，而不是電壓(VF)的函數。加上LED生產工藝和溫度的不同，大功率LED的正向壓降(VF)變化范圍會出現比較大的波動(最大可達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的發光強度。所以,采用恒壓源驅動不能保證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通常采用恒流源驅動，以保證大功率LED使用的安全性，同時達到理想的發光強度。

下圖是LED的光通量(φv/lm)和溫度(℃)與關系曲線，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、工頻變壓器線性穩壓源

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