电子元器件知识：LED驱动电源的分类和特点

发布时间：2023-11-21 09:48
作者：AMEYA360
来源：网络
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　　LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为一种高效、节能、寿命长且环保的照明光源，被广泛应用于室内照明、路灯、汽车灯等领域。而要使LED正常工作并发挥其优势，需要一个合适的驱动电源来提供恒定的电流或电压给LED供电。本文AMEYA360将介绍LED驱动电源的分类和特点，包括恒流驱动和恒压驱动两种主要类型。

电子元器件知识：LED驱动电源的分类和特点

　　一、恒流驱动

　　恒流驱动是一种LED驱动方式，通过控制输出电流来保持LED工作时的恒定亮度。无论输入电压变化或LED电阻变化，恒流驱动都可以确保LED正常工作并保持稳定的亮度。

　　恒流驱动的特点和应用场景

　　稳定性: 恒流驱动可以确保LED在不同工作条件下都能提供稳定的亮度输出，并降低因电流波动而引起的颜色偏差。

　　耐受性: 恒流驱动能够适应LED电阻值的变化，使得在一组LED中存在的小差异对亮度的影响最小化。

　　可调性: 恒流驱动可以通过改变输出电流来调整LED的亮度水平，满足不同照明需求。

　　长寿命: 恒流驱动可以避免超过LED额定电流而导致的寿命缩短。

　　恒流驱动适用于需要保持稳定亮度和色彩一致性的场景，如室内照明、舞台灯光、广告牌等。

　　二、恒压驱动

　　恒压驱动是一种LED驱动方式，通过控制输出电压来保持LED工作时的恒定电压。无论输入电流变化或LED电阻变化，恒压驱动都可以确保LED正常工作并保持稳定的电压。

　　恒压驱动的特点和应用场景

　　灵活性: 恒压驱动可以适应不同数量和类型的LED串联、并联配置，以满足不同电源需求。

　　节省成本: 恒压驱动相对于恒流驱动来说，具有更简单的设计和较低的成本。

　　安全性: 恒压驱动可以避免超过LED额定电压而引起的损坏风险。

　　多功能性: 恒压驱动可以提供多种参数可调，如亮度、颜色、闪烁等。

　　恒压驱动适用于需要在一条线路上连接多个LED以实现统一照明效果的场景，如室外大屏幕、景观照明等。

　　三、其他驱动方式

　　1、PWM驱动

　　PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)驱动是一种通过改变输出电源的脉冲宽度来控制LED亮度的方式。PWM驱动通常与恒流或恒压驱动结合使用，通过不同的占空比来调整LED的亮度水平。PWM驱动具有高效率、快速响应和灵活性强的特点，适用于需要调光功能的场景，如舞台照明、汽车车灯等。

　　2、可调节驱动

　　可调节驱动是一种可以根据需求调整输出电流或电压的LED驱动方式。它允许用户通过外部控制信号来改变LED的亮度和色温。可调节驱动具有灵活性强、适应性广的特点，适用于需要根据实际需求进行调整的场景，如医疗设备、商业照明等。

　　LED驱动电源根据输出电流或电压的稳定性要求，可分为恒流驱动和恒压驱动两种主要类型。恒流驱动适用于需要保持稳定亮度和色彩一致性的场景，而恒压驱动适用于需要在一条线路上连接多个LED以实现统一照明效果的场景。此外，PWM驱动和可调节驱动则提供了更多的灵活性和可调节性，满足不同的需求。

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　　LED灯具有高效、可靠、低耗能等特点，有着非常广泛的用途，常用来做照明、显示、信号灯等等。但由于LED使用环境的复杂性，尤其是当LED是用在户外时，其驱动电路非常容易遭受到过电压和过电流的冲击而造成故障或损坏，引发不必要的财产损失甚至是人员伤亡，因此在设计 LED 驱动电路时必须要充分考虑并做好保护措施，从而提高电路的可靠性，降低故障发生率。　　LED 驱动电路一般由几个部分构成，包括 AC 输入、整流,、DC/DC 转换、等模块， 根据各个模块电压和电流及可能遭受到的浪涌情况的不同需要分开来做有针对的防护。　　1、 在交流电源 AC 输入端浪涌保护方案，可以采用压敏电阻(MOV) 或加气体放电管(GDT/SPG) 组合来进行设计。在有接地的情况下，可以采用差共模同时防护的理念，在 L-N 之间并联压敏电阻（MOV），可以有效地抑制差模所产生的浪涌过电压，起到对后级电路保护， 在L/N-PE 之间分别采用 MOV 或MOV+GDT/SPG 对 地的电路连接方 式可以有效的 将共模浪涌能量 泄放到大地, 防止浪涌引入到后级电路而造成损坏；如果在电源没有接地线情况下，则在 L-N 线间可直接并联压敏电阻 进行差模防护 即可。为了避勉 MOV 保护元件在防护失效之后，出现短路失效着火燃烧的可能 性，可以使用 TMOV或 PMOV 进行保护。针对上面 MOV 交流耐受电压选择至少要高于线路最大交流工作电压1.2~1.4 倍，以避勉误动作，在有同时使用放电管GDT/SPG 时，放电管击穿电压的下限值必须至少高于电路的最大峰值电压，耐受电流必须根据自身浪涌等级的求选择不同电流等级，以符合于浪涌测试标准的要求。　　2、 在有交流经过整流后，后端直流电路中的芯片对过压和过流非常敏感，芯片易受损坏，经整流之后 并联瞬态抑制二极管TVS，在有过压产生时，TVS 会以皮秒级的反应速度动作而把过高电压钳制在一个安全 的范围内，从而保护后端芯片免受过压的冲击。异常电流可以通过在电路中设计自恢复保险丝 PPTC 进行防护，PPTC 在过流产生时阻抗能迅速的变大，从而有效地阻断异常电流，直至故障排除 PPTC 就可继续恢复低阻状态，使电路能继续恢复到正常工作状态。TVS 选用时截止电压一般为正常工作电压峰值的1.2~1.4 倍即可，TVS功率大小要根据过压的能量选择合适的等级。　　PPTC 选择要结合电路工作电流及电压进行参考以及环境温度也是影响 PPTC 选择一个重要关键指标，PPTC 的保持电流会随着应用环境温度的升高而降低。PPTC 在电路中的位置一般串联在 TVS 前端，这样 PPTC 不仅可以对电路芯片有效的起到保护作用同时又可以对 TVS 管起到一定保护作用，可以大大的提高 TVS 管的使用寿命。　　3、 LED 发光的亮度是由通过 LED 的电流大小来控制，不稳定的电流又极易烧坏 LED，在 DC/DC模块后可以在 电路中串联恒流二极管 CRD 来获得稳 定的电流,，这样不仅可以使 LED 获得稳定的亮度,，又不至于因电流的不稳定而烧坏 LED。低功率的 LED 灯工作电流一般为10mA 到 30mA ，大功率的 LED 灯 工作电流从 200mA 到1400mA 不等，可以根据所需要的工作电流选择型号合适的恒流二极管。由于 LED 灯也易遭受到静电放电过压的干扰受损，因此 DC/DC 电路后端的 LED 灯也需要做一定的有效过压防护，一般采用 TVS管就可以。　　4、 当多个的 LED 灯通过串联的方式进行连接时，一旦出现 LED 灯出现失效开路 故障，整个LED 灯都会因为此故障而影响到其它 LED 灯正常工作，为了解决这个问题, 可以针对每个 LED 灯上并联一个防开路的 LED 保护器件 Tx，这样就可充分的提高每个 LED的使用效率，当单个 LED 出现失效开路故障时, 与之并联的 LED开路保护器件 Tx 会立即导通， 使之可持续的维持处于通态，从而保证了电路中其它串联的 LED 不因单颗 LED 的开路故障而熄灭，但此防护措施成本相对比较高。　　综上所述，LED 驱动电路一般由 AC 输入、整流,、DC/DC 转换、等模块组成，从而一个LED 驱动电路大致整体的防护方案　　实际应用中，浪涌保护元件型号的选 择与电路的工作电压电流，电路 要做的雷击浪涌测试等级标准，工作环境，芯片的参数等诸多因素有着密切的关系，因此在考虑和设计LED 驱动电路防护时，必须要进行综合的考量分析，才能有针对性的设计出比较合理的防护方案。
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2022-05-16 11:30 阅读量：2211
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