采用市電供電的LED驅(qū)動器

LED的特點是工作電壓低，即使是白光LED的工作電壓也不會高于4V，相對于有效值220V的交流市電來說，就需要降壓或限流。降壓是通過工頻變壓器或高頻逆變器將市電降低到與LED工作電壓相匹配的電壓等級，限流是通過電路的限流特性使得流過LED的電流達到合適的數(shù)值。前者是電壓匹配，后者是電流匹配。就LED自身應用特性和有利于LED使用壽命而言，無論是電壓匹配還是電流匹配最終均需要對電流進行控制，所不同的是電壓匹配是將施加到LED的電壓控制在LED工作電壓數(shù)值上，這需要根據(jù)LED工作結(jié)溫進行調(diào)節(jié)；電流控制方式則只控制流過LED電流值，無須考慮LED的串聯(lián)數(shù)。

實際應用中經(jīng)常需要多只LED串聯(lián)應用，串聯(lián)LED的總工作電壓越接近電源電壓,驅(qū)動器的運行效率越高，但隨之而來的問題就是多只串聯(lián)是否允許其中一只或數(shù)只LED損壞而不至于影響整個電路的工作。

照明用LED需要比較大的功率，在實際應用中會散發(fā)很多的熱量，如果不能將LED發(fā)出的熱量散發(fā)掉就會導致結(jié)溫升高最終影響其光效和使用壽命。

與一般低電壓直流電供電不同，市電供電不僅電壓高，需要進行電壓變換，而且還要將交流電整流成直流電，這使得市電供電的LED驅(qū)動電路會遠比低壓直流電LED驅(qū)動電路復雜的多，因此LED要步入照明領域就必須降低驅(qū)動電路的成本。由于市電供電的LED驅(qū)動器不需要隔離，因此采用非隔離變換器可以簡化電路。

比較實用的市電供電LED驅(qū)動電路可以根據(jù)實際需要采用電容器限流、峰值電流型控制或電流時間遲滯型控制方式，也可以采用其他方式，其目的就是讓LED可靠地工作，充分發(fā)揮其高光效、壽命長的特點。

采用電容鎮(zhèn)流技術
利用電容器限制電流可以在很多小功率電路中見到，如電動剃須刀的充電電路、電子電能表的輔助電源等。

在市電供電條件下，LED驅(qū)動器的最簡單實現(xiàn)方法是采用電容器鎮(zhèn)流方式，電路如圖1所示。其具有非常低的成本。

圖1 使用電容鎮(zhèn)流的LED驅(qū)動器

該電路的原理為利用電容器的容抗限制回路電流值。在實際應用中，即使是多只LED串聯(lián)，其工作電壓相對市電電壓而言也是很低的，電容器上的電壓是絕大部分，因此可以近似的認為市電電壓除以電容器容抗就是電容限流電路的電流?？梢杂?5μF/A為標準來估算所需要的電容量。對于工作電流為20mA的LED驅(qū)動電路，僅需要0.3μF的電容。

接下來的問題就是將交流電整流成為直流電，因此圖1電路中需要整流濾波電路。為了防止上電時電容器的浪涌電流對LED的沖擊，需要在回路中串聯(lián)電阻加以限制，同時在濾波電容器的選擇上應注意其吸收了浪涌電流。

電容鎮(zhèn)流的LED驅(qū)動電路僅適用于小功率LED照明應用，不適用于數(shù)瓦的LED照明，特別不適用于大電流的LED驅(qū)動。

峰值電流型控制方式
在沒有專用LED市電驅(qū)動芯片時，可以利用峰值電流型開關電源控制芯片或開關電源芯片實現(xiàn)LED驅(qū)動電路。峰值電流型控制方式可以及時地在電感電流達到設定值時關閉開關管。應用單片開關電源NCP1010構(gòu)成LED驅(qū)動器，電路如圖2所示。

圖2 典型的應用NCP1010構(gòu)成LED驅(qū)動器