LED驅(qū)動技術(shù)歸納

脈沖驅(qū)動

由于塑造電壓波形比電流波形更容易，所以脈沖驅(qū)動一般是電壓型脈沖驅(qū)動，即 LED 負載兩端的電壓是脈沖式的，在一個周期脈沖內(nèi)，LED 點亮一段時間，熄滅一段時間，但由于人眼存在“視覺暫留”效應(yīng)，當脈沖頻率足夠大，如 100Hz 時，人眼會感覺 LED 一直處于“亮”狀態(tài)，所以 LED 依然可以“連續(xù)”發(fā)光。

脈沖驅(qū)動的最基本驅(qū)動波形為方波，但為了提高 LED 的瞬態(tài)響應(yīng)性能，可采用如圖(a)的上下沿尖峰脈沖，如圖(b)的為提高脈沖驅(qū)動發(fā)光效率的雙電平波形和如圖(c)的綜合上述兩個優(yōu)勢的多電平波形。

與其他直流驅(qū)動方式相比，脈沖驅(qū)動在調(diào)光性能方面具有顯著優(yōu)勢，它可以在保持 LED電壓脈沖幅值基本不變情況下，通過調(diào)節(jié)脈沖占空比實現(xiàn)光輸出調(diào)節(jié)，調(diào)光性能靈活，同時 LED 峰值波長基本不漂移，顏色穩(wěn)定性好;而其他直流驅(qū)動方式在調(diào)光時都需改變 LED 電流和電壓幅值，會使 LED 峰值波長漂移，色溫改變，嚴重時白光會變成發(fā)黃或發(fā)灰的白光。

但在發(fā)光效率方面，脈沖驅(qū)動的流明效率較恒流或小波動電流驅(qū)動時更低，在驅(qū)動電流平均值相等的條件下，高占空比時發(fā)光效率與恒流相差不大，但隨著占空比減小，發(fā)光效率下降較大，在脈沖關(guān)斷時間內(nèi)給讓 LED 承受一定的反向偏置電壓，可以提高發(fā)光效率和LED 的耐用性。

由于發(fā)光效率較低，驅(qū)動性能不如恒流驅(qū)動，所以目前 LED 脈沖驅(qū)動的實際應(yīng)用較少。

1.2 交流型驅(qū)動

交流 LED 可以簡單等效為將兩個或兩個以上 LED 按一定的規(guī)律反向并聯(lián)的電路，如下圖所示。

在此，將LED 驅(qū)動分為直流驅(qū)動和交流驅(qū)動兩種形式，并分析直流驅(qū)動中的恒壓型、限流型、恒流型和脈沖型驅(qū)動方式及其優(yōu)缺點，為選擇合適的LED驅(qū)動方式提供參考。

交流 LED 可以簡單等效為將兩個或兩個以上 LED 按一定的規(guī)律反向并聯(lián)的電路，如圖所示。

交流型驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)簡單，若 LED 的額定參數(shù)與電源參數(shù)匹配，可直接串接在交流電源上工作，如市電;為了減小負載電流隨正弦輸入電壓而造成的巨大波動，可在回路中再加上一個電阻、電容或兩者組合起來的大阻抗限流元件;在調(diào)光應(yīng)用場合，可以通過控制工作的 LED 數(shù)量或外加交流 LED 導(dǎo)通調(diào)節(jié)控制實現(xiàn)調(diào)光。

與傳統(tǒng)的 LED 直流驅(qū)動相比，在市電供電的應(yīng)用場合，交流驅(qū)動有較大優(yōu)勢。它可以不需要整流、變壓、變流等能量變換環(huán)節(jié)，降低了電能損耗，因此具有使用方便、成本低和效率高等優(yōu)勢。

但是上述交流驅(qū)動只是簡單地利用交流市電驅(qū)動，還有許多問題有待解決。要使 LED 導(dǎo)通，需要一定的電壓，即門檻電壓，當多個 LED串聯(lián)時，該門檻電壓比較高，而電壓按正弦變化。因此，如圖所示，在一個周期內(nèi)，LED在一定的時間內(nèi)都不導(dǎo)通，使 LED 的利用率降。還有一種應(yīng)用兩相電壓驅(qū)動的方法，通過控制兩相電壓的電位差控制 LED 的點亮?xí)r程。但 LED 兩端電壓按正弦波變化，致使 LED 電流波動較大，而 LED 的光輸出波長與電流密切相關(guān)，LED 轉(zhuǎn)換為白光的效率降低了，浪費了大量的光能。

1.3 總結(jié)對比

由此可見，上述各種驅(qū)動方式各有優(yōu)點，有待進一步發(fā)展和完善，如開發(fā)損耗更小的限流方式;尋找更優(yōu)的恒流驅(qū)動控制策略;研究脈沖驅(qū)動中脈沖各參數(shù)對 LED 性能的影響;解決交流驅(qū)動中電流波動大的問題。而另外一個發(fā)展方向是將兩種或多種驅(qū)動方式的優(yōu)點有機地結(jié)合在一起，開發(fā)出性能更好的 LED 驅(qū)動方式。

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