LED街灯应用的驱动器设计

LED驱动原理设计及案例本文首先介绍了特种照明的应用环境，然后，详细阐述了利用DC/DC稳压器实现恒压转恒流设计的基本原理和实际案例，并说明了大功率LED驱动器设计与散热部分设计应该注意的事项，最后指出了大功率LED新应用对驱动器设计提出的新要求，给出了国家半导体公司的完整解决方案的指南，它有助于从事LED照明行业的电子设计工程师全面掌握最新的LED驱动器系统设计技术。

虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术，对于开拓大功率LED 的新应用至关重要。

LED按照功率和发光亮度可以划分为大功率LED、高亮度LED及普通LED。

一般来说，大功率LED的功率至少在1W以上，目前比较常见的有1W、3W、5W、8W和10W。

恒流驱动和提高LED的光学效率是LED 应用设计的两个关键问题，本文首先介绍大功率LED 的应用及其恒流驱动方案的选择指南，然后以美国国家半导体(NS)的产品为例，重点讨论如何巧妙应用LED恒流驱动电路的采样电阻提高大功率LED的效率，并给出大功率LED驱动器设计与散热设计的注意事项。

驱动芯片的选择LED驱动只占LED照明系统成本的很小部分，但它关系到整个系统性能的可靠性。

目前，美国国家半导体公司的LED驱动方案主要定位在中高端LED照明和灯饰等市场。

灯饰分为室内和室外两种，由于室内LED灯所应用的电源环境有AC/DC和DC/DC转换器两种方式，所以驱动芯片的选择也要从这两方面考虑。

图1：利用DC/DC稳压器FB反馈端实现从恒压驱动(左图)到恒流驱动(右图)的转换。

1. AC/DC转换器AC/DC分为220V交流输入和12V交流输入。

12V交流电是酒店中广泛应用的卤素灯的电源，现有的LED可以在保留现有交流12V的条件下进行设计。

针对替代卤素灯的设计，美国国家半导体LM2734的主要优势是体积小、可靠性高、输出电流高达1A，恰好适合卤素灯灯口直径小的特点。

LED灯驱动电源设计近年来，LED灯的广泛应用给照明行业带来了新的发展机遇。

与传统照明相比，LED灯具具有高效节能、寿命长、亮度高等优点。

然而，为了保证LED灯的正常运行，需要设计适合的驱动电源。

首先，我们需要了解驱动电源的原理。

LED灯的电源是直流电源，而市电是交流电源。

因此，我们需要将市电转换为直流电源供给LED灯。

驱动电源的设计包括三个主要部分：整流器、滤波器和稳压器。

首先是整流器的设计。

整流器主要负责将市电的交流电转换为直流电。

常用的整流器有桥式整流器和单相半波整流器。

桥式整流器具有较高的整流效率和稳定性，常用于较大功率的LED灯驱动电源。

单相半波整流器适用于小功率的LED灯驱动电源。

接下来是滤波器的设计。

滤波器主要负责将整流后的直流电进行滤波，去除交流信号的残余。

常用的滤波器有电容滤波器和电感滤波器。

电容滤波器对高频信号具有较好的滤波效果，而电感滤波器则对低频信号有较好的滤波效果。

一般情况下，可以使用电容滤波器和电感滤波器的组合，以达到良好的滤波效果。

最后是稳压器的设计。

稳压器主要负责将滤波后的直流电稳定在合适的电压范围内，以供给LED灯。

常用的稳压器有线性稳压器和开关稳压器。

线性稳压器简单可靠，但效率较低；开关稳压器效率较高，但设计和调试较为复杂。

根据LED灯的功率和要求，选择合适的稳压器进行设计。

此外，还需要考虑保护电路的设计。

保护电路主要负责对驱动电源进行各方面的保护，例如过流保护、过热保护、短路保护等。

根据LED灯的特性和使用环境，设计合适的保护电路是必要的。

最后，需要对驱动电源进行测试和调试。

测试和调试的目的是验证设计的性能和稳定性。

常见的测试和调试项目包括输出稳定性、效率、功率因素等。

通过测试和调试，可以对驱动电源进行改进和优化，以提高其性能和可靠性。

总之，LED灯驱动电源的设计需要考虑整流器、滤波器、稳压器和保护电路等主要部分，并进行测试和调试。

通过合理的设计和优化，可以得到满足LED灯需求的高效、稳定的驱动电源。

LED灯驱动电源的设计与制作一、引言随着LED（Light Emitting Diode，发光二极管）技术的不断发展和普及应用，LED灯的用途越来越广泛，从家庭照明到汽车照明、室内展览等各种领域。

为了保证LED灯的稳定工作和延长寿命，合理设计和制作LED灯驱动电源是非常重要的。

二、LED灯工作原理LED灯是一种半导体器件，其正常工作需要驱动电流提供能量。

普通的LED一般需要1.5至3伏电压来点亮，而电流在几毫安到几十毫安之间。

因此，LED灯的驱动电源设计既需要提供合适的电压，又需要限制合理的电流。

三、LED灯驱动电源设计原则1.稳定性由于LED灯的工作要求电源电压和电流的稳定性，设计电源时应以稳定为前提，尽量减小电压和电流的波动。

2.高效率为了节约能源和减少损耗，LED灯驱动电源的效率应尽可能高。

3.外围电路简单合理设计和制作的LED灯驱动电源应尽可能简单，外围电路的元器件数量和复杂度应尽量减少，避免电源波动和噪音干扰。

四、LED灯驱动电源的设计与制作步骤1.确定工作电压和电流要求根据实际需求，确定LED灯的工作电压和电流要求，包括额定电压和额定电流范围。

2.选择驱动电源拓扑结构常见的LED灯驱动电源拓扑结构有线性驱动、开关转换电源和共阴共阳驱动等。

根据实际情况选择合适的拓扑结构。

3.设计电路图根据选定的拓扑结构，设计合适的电路图。

包括输入滤波电路、变压器、稳压电路等。

4.选择合适的元器件根据电路图和要求，选择合适的元器件，如变压器、电容、二极管、电阻等。

5.PCB设计将电路图转化为PCB设计，包括布局和走线。

注意将高功率元器件与低功率元器件隔离，减少干扰。

6.制作和组装根据PCB设计制作线路板，并进行元器件的组装和焊接。

7.调试和测试将制作好的LED灯驱动电源连接至LED灯，进行调试和测试。

包括输入和输出电压、输出电流的稳定性等。

8.优化和改进根据测试结果，对LED灯驱动电源进行优化和改进。

主要包括提高稳定性、效率，减小尺寸和重量等。

LED区域照明驱动电源的方案解析要在街道和区域照明应用中采用LED来替代HID并产生同等的光输出，就要求采用大阵列的LED。

要驱动这些大阵列的LED，设计人员可以选择不同的方案。

另外，不同LED串的亮度需要保持一致，如果某个LED发生开路故障，可能造成整串LED关闭的后果，故需要顾及为LED串提供保护的方案。

高压钠灯(HPS)等高强度气体放电灯(HID)具有光强度高、寿命长等特点，广泛应用于诸如街道照明、停车场及公园等公共场合的区域照明应用。

另一方面，高亮度白光发光二极管(LED)在性能和成本等方面持续改进，非常适合区域照明应用，并且提供一些HID所不具备的优势，如方向性更好、色彩质量更佳、环保，并且其开启和关闭能够更方便地控制，便于自动检测环境光从而改变亮度;此外，LED的可靠性也更佳，利于降低维护成本及总体拥有成本。

构建联网的智能化LED街灯控制系统，也需要采用适合的通信及线路驱动方案。

下文将探讨这些问题及相应的安森美半导体解决方案。

LED街灯及区域照明驱动电源选择区域照明应用的功率一般高于40W。

根据应用条件或要求的不同，可以采用不同的电源方案来驱动LED阵列。

安森美半导体身为应用于绿色电子产品的首要高性能、高能效硅方案供应商，提供用于LED街灯及区域照明的不同电源方案，满足客户不同需求。

1) 基于NCL30001的电流可调节恒流功率因数校正区域照明LED电源有些区域照明应用场合要求提供带输入功率因数校正的隔离型稳压输出电压。

这些应用通常采用两段式的电源转换架构，其中的升压功率因数校正(PFC)将交流输入线路电压转换及预稳压为直流400V电压，然后提供电压给可以是任何适当拓扑结构的常规直流-直流(DC-DC)转换器(功率不超过150W的应用中通常是反激转换器)。

我们能够采用一种更简单的方法来改进这种传统的两段式转换架构，使其成为一种集成功率因数校正和主转换器(即DC-DC转换器)的单段式架构。

LED灯驱动电源设计LED灯驱动电源设计是一项非常重要的工作，它直接关系到LED灯的运行性能和寿命。

在设计LED灯驱动电源时，需要考虑输入输出电压、电流要求、效率、保护措施等方面。

下面将详细介绍如何设计LED灯驱动电源。

首先，需要确定设计要求。

LED灯的输入电压一般为12V或24V，输出电压和电流根据具体灯具的要求而定。

此外，还需要考虑驱动电源的效率要求，一般LED灯驱动电源的效率要在85%以上。

同时，需要考虑灯具的功率因素和功率系数要求。

其次，根据设计要求选择合适的电源拓扑结构。

常见的电源拓扑有线性稳压电源、开关稳压电源和开关变换器电源等。

对于LED灯驱动电源来说，开关变换器电源是常用的选择，因为它具有高效率、小体积、稳定的输出特性。

然后，需要选择合适的开关器件。

开关器件一般有MOS管、IGBT等，选择开关器件需要考虑其电流承受能力、开关速度、导通损失、开关损失等因素。

接着，设计输出滤波电路。

输出滤波电路可以减小输出纹波，提高输出电压的稳定性。

常见的输出滤波电路有电感滤波和电容滤波，可以根据具体要求选择合适的滤波电路。

此外，还需要设计保护电路。

LED灯驱动电源的保护电路主要包括过电流保护、过温保护、短路保护等。

过电流保护可以通过电流检测电路和过流保护元件实现；过温保护可以通过温度传感器和温度保护元件实现；短路保护可以通过短路检测电路和短路保护元件实现。

最后，进行性能测试和验证。

设计完成后，需要进行性能测试和验证，包括输入输出电压、电流、效率等参数的测试，以确保设计的LED灯驱动电源满足要求。

总结起来，设计LED灯驱动电源需要考虑输入输出电压、电流要求、效率、保护措施等多个方面。

通过选择合适的拓扑结构、开关器件、滤波电路和保护电路，并进行性能测试和验证，可以设计出稳定、效率高、安全可靠的LED灯驱动电源。

用于MR16 LED灯的简单、可配置LED驱动器应用设计CAT4201是一款降压型、易于配置的可调光LED驱动器。

该器件采纳5引脚SOT-23封装；分立元件不到10个(其中大部分是表面贴装元件)，囫囵电路板可小到足以放入MR16灯的灯座内。

VBAT、CTRL和SW引脚的额定电压为40 V，所以可以用足够的电压驱动12个LED。

RSET引脚打算输出直流电流；CTRL用于调光信号输入。

SW是内部的输出引脚。

工作原理该应用电路的工作原理并不复杂，是一个容易的降压转换器。

在沟通应用状况下，输入经整流桥举行整流。

VBAT和GND挺直衔接至大容量C1的两个端点，从而降低了电流纹波。

在第一开关相位期间，内部MOSFET 随线性升高电流对器充电，直到MOSFET关闭；在其次相位期间，MOSFET 被关断，而储存在电感器中的电流将通过肖特基(D5)放电，同时电流衰减，直至下一个开关周期。

输出电容用来削减LED中的电流纹波。

RSET 引脚的电压被调整在1.2 V，因此衔接至RSET的打算RSET电流。

RSET 电流与CAT4201的恒流输出大致成正比。

电路配置在电路配置方面，VBAT的额定电压为-0.3至+40 V，因此整流桥上的输入电压高达24 Vac也是平安的。

要保持较高输入电压水平就需要一个大容量的C1。

大幅波动的经整流的AC电流将在双倍AC线路频率条件下把输出电流拉至零，因此削减了输出电流。

220 μF的电容对这个设计已经足够了。

对于12 Vac输入，C1额定电压应当是25 V。

因为需要较低的正向电压，整流桥选用了MBR0520L表面贴装肖特基二极管。

输出电容C2建议起码为4.7 μF，以削减输出纹波。

较大容量的C2将有效抑制输出纹波，同时可提高几毫安的输出电流。

不过，因为其对总能效的贡献微乎其微，且人眼无法感知高频波动，没有须要用法大于10 μF的电容。

L的值建议为22 μH，以将开关频率设置在约为第1页共2页。

led灯具电源驱动方案设计方案是从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密，并有很强可操作性的计划。

有关灯具的电源驱动方案设计，欢迎大家一起来借鉴一下！一、项目基本情况1.1 项目建设需求多功能礼堂舞台演出显示系统分为主屏、辅屏和会标屏3个部分。

主屏建设需求是建设大幅面、高清晰度的大屏幕，显示多个计算机数字信号、本会场摄像、远程监视或异地会商的视频信号等，实现摄像、讲解资料、视频会议等画面的显示，同时还要兼顾舞台演出背景；辅屏建设需求是显示一个标清信号，实现会议辅助内容的显示，也可用作演出时的报幕、字幕等；会标屏则需要显示多种颜色的文字。

礼堂舞台部分宽20m、深17m、高18m，台口处宽15m、高7.8m ；舞台上方安装灯光、幕布等舞台机械装置；台口两侧耳墙距地面3m，宽8m，高6m。

设计主屏显示面积至少72㎡（12m×6m），屏前是主席台会议和演出的场所，屏后则是演员通过和维护空间，第一排观众距屏至少17m ；辅屏在耳墙上，显示面积至少12㎡（4m×3m）。

二、影响室内LED显示屏质量的关键技术室内LED显示屏在设计屏体时，要考虑显示内容、场地空间条件、显示屏尺寸或像素大三个重要因素，同时要确保生产工艺、技术指标等适合室内实际应用需求，再结合项目造价，进行合理设计。

2.1 LED显示屏点间距视觉颗粒感主要来自人眼有一定的分辨力，在一定距离观看两点，当两点紧密到一定程度时，人眼将无法分辨。

近两年随着LED显示屏制造技术的提高，小间距LED显示屏体分辨率不断提升，室内显示设计已从初始选择最小的点距规格方案提升到选择合适的点距规格方案。

表1 将比较典型的联诚发室内LED显示屏规格对比，P1.6、P2、P2.5、P3、P4、P5为室内常用规格，“P3”表示像素点距为3mm，最小视距为人眼分辨不出像素点颗粒的距离，但这个距离长时间观看会损伤视力，最佳视距为观看屏幕舒适的距离，也是最清晰的距离。

LED灯具驱动电源的设计随着LED灯具在照明领域的广泛应用，LED灯具驱动电源的设计变得越来越重要。

合适的驱动电源设计可以保证LED灯具的安全稳定工作，并且提高能源利用效率。

在设计LED灯具驱动电源时，需要考虑到以下几个方面：1.输入电源特性：设计驱动电源时，首先需要考虑输入电源的特性，包括额定电压、频率范围与电流波动。

根据输入电源特性，选择合适的驱动IC和元件。

2.输出电流与电压：根据LED灯具的工作特性，确定所需的输出电流和电压。

这个决定了驱动电源的功率大小和稳定性要求。

3.调光功能：根据需求，设计驱动电源是否需要具备调光功能。

调光功能可以实现LED灯具的亮度调节，在节能的同时满足不同场合的照明需求。

4.电磁兼容性：在驱动电源的设计中，需要考虑到电磁兼容性，避免驱动电源对其他电子设备产生干扰。

可以通过合适的滤波电路以及良好的布局设计来降低电磁干扰。

5.效率：设计驱动电源时，需要考虑电源的转换效率。

高效率的设计可以降低能源的损耗，并减少电源的散热问题。

6.保护功能：驱动电源设计中，保护电路是不可忽视的。

设计应包含过流保护、过压保护、过温保护等保护电路，以保证驱动电源和LED灯具的安全可靠运行。

7.尺寸和外观：外观设计也是驱动电源设计中需要考虑的因素之一、驱动电源的尺寸和外观应与LED灯具的形式相适应，以便于安装和应用。

同时，为了提高散热效果，外壳设计应具备良好的散热性能。

8.可靠性和寿命：在设计驱动电源时，应考虑到驱动电源的可靠性和寿命。

选择优质的元件和合理的设计可以提高驱动电源的可靠性，并延长使用寿命。

总之，设计LED灯具驱动电源需要综合考虑输入电源特性、输出电流与电压、调光功能、电磁兼容性、效率、保护功能、尺寸和外观、可靠性和寿命等因素。

通过合理的选择元件和设计方案，可以设计出满足LED灯具工作需要的驱动电源，提高LED灯具的性能和使用寿命。

为不同DC-DC LED照明应用选择适合的开关驱动器方案高亮度LED的应用领域越来越广。

要使LED照明系统能够提供期望的长寿命等优势，必须选择恰当的LED驱动方案。

就LED建筑物及室内照明应用而言，输入电源通常是交流(AC)主电源。

而景观照明、低压道路照明、太阳能供电照明等户外照明应用，以及汽车照明、应急车辆照明、船舶应用及飞机内部照明等应用，则可能采用离线交流适配器、密封铅酸电池及12V直流(DC)和12V AC电源等输入电源，电压一般都低于40V。

这些LED照明应用中，某些输入电源的稳压精度较低，如汽车或太阳能供电、船舶应用中的铅酸电池的电压范围可能在直流8至超过14V之间，汽车应用中电压范围甚至为更宽的7～27V。

这就要求LED驱动器能够在宽输入电压范围内工作，并能配置为不同拓扑结构，配合负载要求。

典型DC/DC LED驱动方案比较LED驱动方案的一项主要功能是在多种工作条件下稳流，而不论输入条件如何及正向电压如何变化。

驱动方案必须符合能效、外形因数、成本及安全性方面的应用要求。

同时，所选方案必须易用及足够强固，从而适应特定应用的严格环境。

典型DC/DC LED驱动方案包括电阻、恒流稳流器(CCR)、线性驱动器及开关驱动器等。

电阻是最简单、最低成本的LED稳流方案。

但实际上它们并不“稳流”，只是在LED 正向电压变化及输入电源电压变化并导致电流变化从而引起LED亮度变异时，简单地限制LED 最大电流。

对于低电流指示器应用而言，这可能可以接受；但随着电流增大及串联的LED数量增加，就变得有问题了。

要克服这个问题，需要费钱又费时地对LED进行编码及选择恰当的电阻来匹配LED串正向电压。

即使采取这些步骤，仍然会有由输入电压变化导致的亮度变化问题。

CCR是一种比电阻方案性能更高但成本又低于线性驱动器或开关驱动器的方案，适合于电流小于200mA的低电流LED照明应用。