电源应用于LED驱动器应用分析

LED是具有非线性电气特性的设备。如果向LED施加低电压，它将不会导通。通过增加电压，可以达到一个阈值，在该阈值以上，该器件会通过发光并吸收大量电流而立即进入导通状态。但是，如果进一步提高电压，则LED会在短时间内过热并烧毁。为了确保正确且持久的工作，LED必须在窄电压范围内工作，该电压将传导状态与遮断状态分开（图1）。

图1：电源LED的工作电压范围（红色）

问题在于工作电压范围不是恒定的。相反，LED会根据温度甚至设备的使用年限而随LED的不同而变化。电源LED的正向电压（VF）可变性最高可达20％。因此，考虑到提供给LED的大约60％的能量以热量的形式散发，热管理是功率LED的重要因素。

为了解决与VF可变性相关的问题，可以用恒定电流而不是恒定电压来驱动LED。驱动器电路自动调节输出电压，以在所有条件下保持恒定电流。该电路适用于单个LED和串联的LED灯条，即使每个LED的VF不同，也可确保所有LED具有相同的亮度。由于LED不会过度驱动，因此电路可确保LED的最佳持续时间。并且，如果一个LED发生短路故障，其余的LED将继续正常运行。

最简单的恒流驱动器类型包括一个恒压发生器，该发生器通过一个电阻为LED供电。该解决方案虽然经济，但不能提供准确的电流调节，并且会散发大量热量。此外，如果LED发生短路故障，则电阻会过载，并在短时间内烧毁。

另一个常见的恒流驱动器是线性电流调节器。调节器中的反馈电路将电流保持在非常窄的范围内。多余的功率必须通过特殊的散热器消散。由于高耗散，这些电路的效率不是很高。

最好的恒流驱动器是开关稳压器。这是一种更昂贵的解决方案，但是调节精度（高达±3％）和效率（高达96％）都与成本/性能相关。此外，DC / DC开关稳压器具有宽范围的输入和输出电压，从而允许连接具有不同长度的LED灯带的不同组合，并支持宽范围值内的LED调光。

LED灯条的连接

大多数恒流驱动器电路由降压或降压转换器代表，其中最大输出电压低于输入电压，从而限制了可连接的LED数量。为了解决这个问题，我们可以使用升压转换器（输出电压高于输入电压）或使用两个或多个并联的LED灯条。

驱动LED的最简单，最安全的方法是为每个LED驱动器使用一条带。如果测试条中的任何一个LED未能断路，则流过其他LED的电流将被中断。如果任何LED发生短路故障，则流过其余LED的电流将保持不变。

通过将多个条连接到同一LED驱动器，可以驱动更多的LED，但是如果LED出现故障，则可能会出现问题。如果两个条带并联，则在LED开路故障的情况下，驱动器提供的恒定电流会流过其余条带的所有LED，从而迅速将它们烧坏。由于功率LED高度可靠，因此这种故障很少发生，因此将多个LED灯带连接到同一驱动器电路仍然很普遍。但是，当将多个LED并联连接时，包括一个电路（例如电流镜）是有用的，该电路可以在开路或短路故障时通过平衡流过每个LED的电流来保护LED。细绳。

LED驱动器IC

英飞凌科技提供一系列DC / DC LED驱动器IC，支持150 mA至3 A的电流，适用于一般照明应用中的高功率和超高功率LED。对于降压拓扑，ILD4000和ILD6000系列是最合适的。同时，ILD1150系列支持降压/升压，升压和单端初级电感转换器（SEPIC）配置。

德州仪器（TI）的LM3404和LM3404HV是单片式开关稳压器，旨在为大功率LED提供恒定电流。TI器件适用于汽车，工业和一般照明应用，包含一个高端N沟道MOSFET开关，其降压降压型稳压器的电流限制为1.5A。

编辑：hfy