恒流LED驱动器的高效率LED照明系统方案设计

本文将探讨如何利用恒流LED驱动器设计出高效率、高稳定性的LED照明系统。

随着高功率LED的问世，LED的使用寿命及电源转换效率成为设计LED照明系统时的主要考虑因素。而为了提供恒流以维持LED色彩与亮度的一致性，恒流LED驱动器可作为一个提供恒流输出的开关式转换器。此外，省电或高效率的电源转换需求更是在LED照明应用上不可缺少的要素，而磁滞型脉冲频率调变技术(Hysteretic PFM)可以大幅提升轻载或重载时的电源转换效率。

传统LED驱动器：定电压模式

流经LED的电流决定了LED的亮度，电流越大，LED的亮度也会越亮。一般而言，使用定电压或恒流驱动器都可达到点亮LED的目的。图1为最简单的定电压LED驱动器，流经LED的电流是由与LED串联的电阻所控制。例如，假设输入电压为5V，LED的顺向偏压为3.6V，则在该条件下，如果需要的LED电流为20mA，所要使用的限流电阻即为70Ω。虽然这种方法的架构非常简单，但LED的电流会随着落在LED两端的电压而改变，如果LED顺向偏压不一致或输入电压有些许变动都会对LED的亮度产生影响。除此之外，在限流电阻上的功率损耗也会造成过热及低效率的问题。

图1：定电压LED驱动器。

传统LED驱动器：恒流模式

另一种常用的LED驱动器为如图2所示的恒流模式驱动器。在图2中，LED的电流由线性稳压器所提供，其电流可由R1电阻设定。与定电压模式驱动器相比，恒流模式驱动器可以控制流经LED的电流而不受LED顺向偏压及输入电压的不同所影响。但如果输入电压与LED总顺向偏压之间的压差过大的话，还是会在驱动器上产生过热的问题。