1简介LED被认为是第四代绿色光源。它是一种固态冷光源,具有效率高,寿命长,安全环保,体积小,可靠性高,响应速度快等优点。
目前,为了达到相同的照明效果,LED的功耗约为白炽灯的1/10,荧光灯的1/2。许多国家和地区相继出台了各种政策来支持LED产业的发展,希望该产业能够成为该国重要产业的重要组成部分,并带来巨大的商机。
LED驱动电路对LED非常重要,而LED调光控制可以节省能源。高亮度白光LED的驱动和调光是近年来研究的热点。
本文对此进行了研究,针对现有电路的缺点,设计了一种新型的具有调光功能的LED灯驱动电路。 2 LED特性LED的理论发光效率为300 lm / W。
当前的实验室水平是260 lm / W,市场水平是120 lm / W以上。高亮度LED的一般导通电压约为3.0〜4.3V,其核心为PN结,其伏安特性与普通二极管相同。
电流-电压关系如公式(1)所示:其中,VF是二极管的正向电压,I0是反向饱和电流,它是一个固定值,q是电子电荷1.6&TImes; 1019,k为玻尔兹曼常数,大小为1.38& TImes; 10-23,T为热力学温度,常数& beta为10。大约为2。
当施加到LED的电压小于其开启电压时,几乎没有电流流过LED。但是,当LED点亮时,其正向电流会随着正向电压呈指数变化,较小的电压波动会导致较大的电流变化。
当传导区电压从额定值的80%上升到100%时,电流从其额定值的0%上升到100%。图1显示了某个LED的相对光通量与其正向电流IF之间的关系。
尽管其他类型的大功率LED的光通量与正向电流之间的关系与此不同,但差异很小。从图中可以看出,当白光LED的正向电流大于一定值时,白光LED可以有效地发光。
LED的光通量与其正向电流成正比,因此可以通过控制LED的正向电流来控制它。亮度。
如果LED由恒压源驱动,那么小的电压变化将导致大的电流变化。因此,恒压驱动仅适用于要求较低的低功率场合,而LED必须用于要求较高的大功率场合。
使用恒流驱动。研究表明,LED的亮度随工作时间的延长而降低,亮度降低后,发光效率随电流的增加而降低。
LED的亮度被驱动电流饱和。 LED的电流达到其额定电流的70%至80%后,大部分电流会转化为热量,因此LED的驱动电流应为工作电流的额定电流的70%至80% 。
3 LED驱动电路的分类3.1电荷泵电路电荷泵电路也是DC / DC转换电路。电荷泵电路利用电容器在电荷上的累积效应来存储电能,将电容器用作能量耦合元件,并控制电力电子设备执行高频切换,从而允许电容器在一部分时间内存储能量的一个周期,电容器在剩余时间内释放能量。
当电容器被充电和放电时,这种电路通过不同的连接方式获得不同的输出电压,并且整个电路不需要任何电感。电荷泵电路尺寸较小,使用的元件较少,成本较低。
但是,它使用了相对更多的开关组件。当输入电压恒定时,输出电压变化范围相对较小,且输出电压大多为输入电压的1/3〜3倍,而电路功率较小,效率将随输出之间的关系而变化电压和输入电压。
当必须并行驱动多个LED时,为了防止分支中的电流分布不均匀,必须使用镇流电阻,这将大大降低系统效率。因此,电荷泵驱动电路在大功率LED的照明驱动应用中受到限制,并且它主要用于低功率情况。
目前,为了达到相同的照明效果,LED的功耗约为白炽灯的1/10,荧光灯的1/2。许多国家和地区相继出台了各种政策来支持LED产业的发展,希望该产业能够成为该国重要产业的重要组成部分,并带来巨大的商机。
LED驱动电路对LED非常重要,而LED调光控制可以节省能源。高亮度白光LED的驱动和调光是近年来研究的热点。
本文对此进行了研究,针对现有电路的缺点,设计了一种新型的具有调光功能的LED灯驱动电路。 2 LED特性LED的理论发光效率为300 lm / W。
当前的实验室水平是260 lm / W,市场水平是120 lm / W以上。高亮度LED的一般导通电压约为3.0〜4.3V,其核心为PN结,其伏安特性与普通二极管相同。
电流-电压关系如公式(1)所示:其中,VF是二极管的正向电压,I0是反向饱和电流,它是一个固定值,q是电子电荷1.6&TImes; 1019,k为玻尔兹曼常数,大小为1.38& TImes; 10-23,T为热力学温度,常数& beta为10。大约为2。
当施加到LED的电压小于其开启电压时,几乎没有电流流过LED。但是,当LED点亮时,其正向电流会随着正向电压呈指数变化,较小的电压波动会导致较大的电流变化。
当传导区电压从额定值的80%上升到100%时,电流从其额定值的0%上升到100%。图1显示了某个LED的相对光通量与其正向电流IF之间的关系。
尽管其他类型的大功率LED的光通量与正向电流之间的关系与此不同,但差异很小。从图中可以看出,当白光LED的正向电流大于一定值时,白光LED可以有效地发光。
LED的光通量与其正向电流成正比,因此可以通过控制LED的正向电流来控制它。亮度。
如果LED由恒压源驱动,那么小的电压变化将导致大的电流变化。因此,恒压驱动仅适用于要求较低的低功率场合,而LED必须用于要求较高的大功率场合。
使用恒流驱动。研究表明,LED的亮度随工作时间的延长而降低,亮度降低后,发光效率随电流的增加而降低。
LED的亮度被驱动电流饱和。 LED的电流达到其额定电流的70%至80%后,大部分电流会转化为热量,因此LED的驱动电流应为工作电流的额定电流的70%至80% 。
3 LED驱动电路的分类3.1电荷泵电路电荷泵电路也是DC / DC转换电路。电荷泵电路利用电容器在电荷上的累积效应来存储电能,将电容器用作能量耦合元件,并控制电力电子设备执行高频切换,从而允许电容器在一部分时间内存储能量的一个周期,电容器在剩余时间内释放能量。
当电容器被充电和放电时,这种电路通过不同的连接方式获得不同的输出电压,并且整个电路不需要任何电感。电荷泵电路尺寸较小,使用的元件较少,成本较低。
但是,它使用了相对更多的开关组件。当输入电压恒定时,输出电压变化范围相对较小,且输出电压大多为输入电压的1/3〜3倍,而电路功率较小,效率将随输出之间的关系而变化电压和输入电压。
当必须并行驱动多个LED时,为了防止分支中的电流分布不均匀,必须使用镇流电阻,这将大大降低系统效率。因此,电荷泵驱动电路在大功率LED的照明驱动应用中受到限制,并且它主要用于低功率情况。
