led燈的工作原理 低碳led應用工作詳解
信息來源:本站 日期:2017-05-06
LED的亮度主要與VF、IF有關。經(jīng)由三極管VQ1的基極連接到P溝道MOS管的柵極上。長處是高效、不亂,但輕易產(chǎn)生人耳聽得見的噪聲,本錢高,設計復雜。但是,此電路效率仍是低。因此,LED驅(qū)動通常采用恒流源驅(qū)動。這類電路常見的結構包括降壓、升壓、降壓-升壓等類型。
LED的驅(qū)動技術與開關電源中應用的技術十分類似,LED驅(qū)動電路是一種電源轉(zhuǎn)換電路,但輸出的是恒定電流而非恒定電壓。為了知足以上要求,通常采用的控制電流的方法有:通過調(diào)節(jié)限流電阻的大小實現(xiàn)控制電流;通過調(diào)節(jié)限流電阻上的基準電壓來調(diào)節(jié)電流;PWM調(diào)制實現(xiàn)電流控制。當驅(qū)動電路直接驅(qū)動MOS管時,會引起被驅(qū)動MOS管的快速開通和關斷,這就可能造成被驅(qū)動MOS管漏源極間電壓的振蕩。由圖可知,LED的最高IF可達1A,而VF通常為2V~4V。驅(qū)動的任務既要保持恒流特性,還要保持較低的功耗。
電網(wǎng)電壓通過降壓、整流、濾波后,通過電阻限流使LED不亂工作。使用者只需提供寬、窄不同的數(shù)字脈沖,即可實現(xiàn)改變輸出電流,從而調(diào)節(jié)白光LED的亮度。
LED驅(qū)動技術 由LED的工作原理知道,要使LED保持最佳的亮度狀態(tài),需要恒流源來驅(qū)動。?
PWM脈寬調(diào)制,即用脈寬調(diào)制的方法,改變LED驅(qū)動電流的脈沖占空比來控制光的亮度。一則引起射頻干擾,二則有可能造成MOS管遭受過高的電壓而擊穿損壞。此驅(qū)動電路的特點是,通過一個電感器將能量傳遞給負載,通常是用一個PWM控制信號,對MOSFET晶體管觸發(fā)導通和關斷來實現(xiàn)。
LED的正向壓降變化范圍比較大(可達1V以上),而由上圖中的VF-IF曲線可知,VF的微小變化會引起IF較大的變化,從而引起亮度的較大變化。
所以,通常LED的發(fā)光特性都用電流的函數(shù)來描述,而不是電壓的函數(shù)。通過改變PWM的占空比和電感器的充放電時間,對輸入電壓和輸出電壓的比率進行調(diào)節(jié)。電阻限流的長處是設計簡樸、本錢低、無電磁干擾;但是電流會跟著VF的變化而改變亮度,效率很低,散熱難。由于MC7809和R1上的壓降仍占很大比例,其效率約為40%左右。當電源電壓在±10%的范圍內(nèi)變動時,流過LED的電流變化將≥25%,LED上的功率變化超過30%。
低碳”糊口是目前倡導的一種觀念,對于照明來說,LED的應用就是詳細體現(xiàn)。
P溝道MOS管的柵極驅(qū)動,采用簡樸的NPN三極管驅(qū)動放大電路,以改善MOS管的導通過程,減少驅(qū)動電源的功率。是利用簡樸的數(shù)字脈沖,反復開關LED驅(qū)動器的調(diào)光技術。當PWM波輸出高電平時,三極管VQ1導通,從而使MOS管的柵極電壓低于源極電壓,MOS管的源極和漏極導通,LED點亮。這種電路的致命缺點是:電阻R上的功耗直接影響了系統(tǒng)的效率,再加上變壓器損耗,系統(tǒng)效率約50%。為了達到既能使LED不亂工作,又能保持高的效率,應采用低功耗的限流元件和電路來使系統(tǒng)效率進步。不管在任何情況下,都要輸出恒定而均勻的電流,紋波電流要控制在一定的范圍內(nèi)。LED的伏安特性見圖1,其中VF是LED的正向壓降、IF是正向電流。
一個集成穩(wěn)壓元件MC7809,使輸出真?zhèn)€電壓基本不亂在9V,限流電阻R可用得很小,不會造成LED的電壓不穩(wěn)。當正向電壓超過閾值(即導通電壓,如圖約1.7V)時,可近似以為IF與VF成正比。為解決這一題目,需在被驅(qū)動MOS管的柵極與驅(qū)動電路的輸出之間串聯(lián)一只無感電阻。這就稱不上是節(jié)能照明產(chǎn)品。
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