通用照明市场中的高亮度LED驱动要求与挑战
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LED通用照明要求及LED驱动挑战
对于LED在通用照明中的应用，需要从系统的角度来分析其要求。总的来看，LED固态照明系统涉及以下要求：
· LED光源：光源紧凑高效，提供宽广范围的色彩和输出功率
· 电源转换：将交流墙式插座、电池、太阳能电池的电源高效地转换至安全的低压直流电源
· 控制和驱动：采用电子电路对LED进行稳压和控制
· 热管理：为了实现更长的工作寿命，结点温度控制非常重要，需要分析散热
· 光学器件：将光聚焦至需要它的地方要求使用透镜或导光材料
在开发高能效的LED通用照明解决方案时，这几方面的要求都非常重要。其中，LED控制和驱动是本文讨论的重点。对于LED驱动而言，它面临的主要挑战就在于LED的非线性。这主要体现在LED的正向电压会随着电流和温度而变化，不同LED器件的正向电压会有差异，LED“色点”会随着电流和温度而漂移，而且LED必须在规范要求的范围内工作从而实现可靠工作。而LED驱动器的主要作用，就是在工作条件范围内限制电流，而无论输入条件和正向电压如何变化。图2显示的是LED驱动器的基本工作电路示意图。
图2：LED驱动器的基本工作电路示意
对于LED驱动电路而言，除了进行恒流稳流，还面临着其它一些关键要求。例如，如果需要LED调光，则需要提供脉宽调制(PWM)技术，而用于LED调光的典型PWM频率是1至3 kHz。此外，LED驱动电路的功率处理能力必须充足，且功能强固，可以承受多种故障条件，并且要易于实现。值得一提的是，由于LED在最适宜电流时始终处于“导通”状态，所以其色彩不会漂移。
由于系统中需要使用的LED数量常常不止一个，这就涉及到对LED进行配置的问题。一般而言，强烈建议驱动单串LED，因为这样能够提供最佳的电流匹配，而与正向电压变化或输出电压“漂移”无关。当然，用户也可以并联或串联、并联交叉连接等方式来配置LED。如果采用并联配置，电路就需要“匹配的”LED正向电压；如果某个LED失效开路，其它LED可能会被过驱动。相应地，采用多路并联或串联、并联交叉连接技术，可用于尝试减轻发生故障的风险。
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