基于恒流LED驅動器的高效率LED照明系統方案設計

本文將探討如何利用恒流LED驅動器設計出高效率、高穩定性的LED照明系統。

隨著高功率LED的問世，LED的使用壽命及電源轉換效率成為設計LED照明系統時的主要考慮因素。而為了提供恒流以維持LED色彩與亮度的一致性，恒流LED驅動器可作為一個提供恒流輸出的開關式轉換器。此外，省電或高效率的電源轉換需求更是在LED照明應用上不可缺少的要素，而磁滯型脈沖頻率調變技術(Hysteretic PFM)可以大幅提升輕載或重載時的電源轉換效率。

傳統LED驅動器：定電壓模式

流經LED的電流決定了LED的亮度，電流越大，LED的亮度也會越亮。一般而言，使用定電壓或恒流驅動器都可達到點亮LED的目的。圖1為最簡單的定電壓LED驅動器，流經LED的電流是由與LED串聯的電阻所控制。例如，假設輸入電壓為5V，LED的順向偏壓為3.6V，則在該條件下，如果需要的LED電流為20mA，所要使用的限流電阻即為70Ω。雖然這種方法的架構非常簡單，但LED的電流會隨著落在LED兩端的電壓而改變，如果LED順向偏壓不一致或輸入電壓有些許變動都會對LED的亮度產生影響。除此之外，在限流電阻上的功率損耗也會造成過熱及低效率的問題。

圖1：定電壓LED驅動器。

傳統LED驅動器：恒流模式

另一種常用的LED驅動器為如圖2所示的恒流模式驅動器。在圖2中，LED的電流由線性穩壓器所提供，其電流可由R1電阻設定。與定電壓模式驅動器相比，恒流模式驅動器可以控制流經LED的電流而不受LED順向偏壓及輸入電壓的不同所影響。但如果輸入電壓與LED總順向偏壓之間的壓差過大的話，還是會在驅動器上產生過熱的問題。