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白光LED驱动分析与应用

发布时间:2020-06-30 20:17:45 阅读: 来源:气缸厂家

摘要:目前LED驱动方式多种多样,为了帮助LED驱动设计者全面认识和理解LED驱动,选择更合适的驱动方式,在此通过简述各种驱动方式的发展情况和原理,对比分析各种驱动的优缺点,得出了各种驱动方式的适用范围和条件,最后根据各种实际情况,指出了在不同条件下,如何考虑和选择合适的LED驱动来满足实际情况的需要。这一分析具有全面、易懂、指导性和可操作性强等特点。关键词:白光LED;驱动方式;原理;应用0 引言 白光LED照明方式以高效、低功耗、节能环保等特性,已经广泛获得大家的认可。从本质上来说,LED就是可发光的二极管,它的发光强度与通过它的正向电流成正比,且存在导通电压,当电流大小为20 mA时,正向压降一般为3~3.5 V。很多时候,单个LED发光强度并不能满足实际应用的需求,还必须将多个LED串联或并联使用,这就需要大的电压或电流来驱动,而不同的制作工艺,甚至不同批次,LED都存在着性能不匹配的问题,这也为合理设计驱动带来难题。所以,虽然原始的电源有很多种类,但都不能直接给LED供电。这就要求根据不同的需要采取升压或者降压,以及恒流或恒压的驱动方式进行驱动。1 常见LED驱动器工作原理1.1 线性稳压驱动器 最早成套出现的线性稳压驱动器出现于20世纪70年代,那时是以NPN管作为稳压器件的,如图1所示。这种稳压器件在输入电压与输出电压之间要求2Vbe的电压,当输入电压低于2Vbe时,NPN管进入饱和,稳压器将失去稳压能力。为了减少压差,出现了组合型的稳压器,如图2所示,即用PNP管驱动NPN管的基极,但压差也接近1Vbe。20世纪80年代中期,市场上出现了低压差线性稳压器,如图3所示。与NPN稳压器不同,PNP稳压器压差不是Vbe的函数,而是PNP管Vce的函数,这个电压值要低得多,随着制造工艺的成熟,PNP稳压器压差已经小于500 mV。

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现在线性稳压驱动器已发展成图4所示结构。

线性稳压驱动器是指在线性区或饱和区工作的晶体管、场效应管从输入电压中分去多余的电压,产生可调节、稳定且精确的直流电压,通常由稳压器件、误差放大器、反馈电路以及基准电压组成。稳压器件通常是一个MOS管,相当于一个压控电阻,由栅极电压控制电阻大小。输出电压Vout是由稳压器件与负载分压得到的Vout=Vin-Vp,若输入电压Vin或负载发生变化,控制端电压Vc也随着变化,控制MOS管阻值,达到调整MOS管分压Vp大小的目的,使Vout保证稳定。线性稳压驱动器也可通过将采样电阻与负载进行串联,反馈电压Vo=Iout×R1,保持R1大小不变,则反馈电压可反映输出电流大小的变化,进而改成线性稳流驱动器,其具体工作原理与线性稳压驱动器基本一致。 线性稳压器的效率是比较低的。由原理可知,该驱动器的输出电压是由输入电压减去MOS管分压Vp而得到的,而这部分电压完全是转变为热能消耗掉,所以为了提高驱动器效率,一般要求Vp越低越好。将输入/输出电压差较低的线性稳压驱动器称为低压差线性稳压器,简称LDO。

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