不同功率等级的LED照明驱动方案介绍

大功率、高亮度LED的驱动方案大全本文介绍了大功率和高亮度LED的多种驱动方法。

建立一个基于LED的系统需要完成以下任工作：1. 确定LED使用数量以及LED之间的连接方案；2. 选择线形模式或开关模式来驱动LED；3. 选择供电电源，即直流电压、交流电源或电池；4. 光学分系统例如透镜、表层滤镜等。

LED的数量取决于对亮度的要求与LED的驱动电流。

关于光学系统的介绍并不涵盖在本篇文章内。

LED的连接方案当LED的数量大于一时，就必须要确定一种LED连接方案。

在选择连接方案时并无硬性规则。

有时只是偏爱问题。

有时LED的连接方案可依据驱动器的选择来决定。

有时可用供电电源和所需效能也会影响连接方案的选择。

LED的连接一般分为三种主要结构，即串联、并联(共阳极、共阴极、共阳极与共阴极)，以及串、并混联(2个LED串联、N个LED串联)1. 串联图1所示为LED的串联电路。

串联电路中LED电流处处相等。

串联的优点是，如果其中之一的LED开路，所有的LED都不会发光。

串联两端的总VF变大，但对电流的需求变小。

LED驱动电路输出的LED 电压必须大于串联中总的VF电压。

通常，额定LED输出电压越接近串联中总的VF电压，LED的效能越大。

2. 共阳极并联或共阴极并联当需要独立调整每一个LED的电流时，会使用共阳极或共阴极并联。

并联的优点是，当一个LED开路时，不会对其他LED造成影响。

并联的缺点是，电路需要较高的额定电流。

3. 共阳极并联与共阴极并联LED导通电压之间的差异会导致电流参差。

通过使用最小数量具有匹配特性(电特性、热特性和使用寿命)的LED可以避免出现这一情况，把若干具有匹配特性的LED放在一起就相当于一个具有较高额定电流的较大LED。

由于具有不同的老化特性和热特性，这些相匹配的LED可能会逐渐分化。

4. 串并混联图3是串并联混合的例子。

这种连接方案通常是总VF需求与总电流需求的折衷方案，因此它更适合于有效LED驱动。

不同電源供電及不同功率等級的LED照明驅動器方案隨著LED技術的發展，LED的應用已從傳統小功率可攜式產品背光推廣到中大功率的室內照明、室外照明及手電筒等應用。

依據驅動電源的不同，LED照明通常可以劃分為交流-直流(AC-DC) LED照明、直流-直流(DC-DC) LED照明電源以及電池供電的LED手電筒等不同類型。

LED燈具及其功率也各不相同，如3 W PAR16、3×2 W PAR20、10 W/15 W PAR30、15 W/22 W PAR38、1 W G13、3 W GU10、1 W MR11、3 W MR16、3 W/9 W/15 W嵌燈、1 W-3 W閱讀燈等。

AC-DC LED照明解決方案安森美半導體在AC-DC電源供電的LED照明應用中，提供各種離線控制器及功率因數修正(PFC)控制器，並配合隔離及非隔離要求提供不同的LED應用方案。

在交流線路電壓與LED之間沒有物理電氣連接的隔離應用中，常見的拓撲結構有反激(Flyback)及雙電感加單電容(LLC)半橋諧振。

不同拓撲結構適合於不同的功率範圍或用於滿足特別的設計要求。

例如，反激拓撲結構是小於100 W的中低功率應用的標準選擇，而LLC半橋拓撲結構則是大功率和高效能的首選方案。

圖1：不同功率範圍的隔離型拓撲結構AC-DC LED照明應用中，小功率的LED應用通常以定電流(CC)來驅動，而定電壓(CV)功能是在輸出開路的情況下將作保護功能。

大功率的LED應用可能需要在電路中增加PFC，其中的AC-DC轉換與LED驅動兩部分電路既可能採用整體式(integral)配置，即兩者合而為一，均位於照明燈具內，也可以採用分散式(distributed)配置，如圖2，從而簡化安全考慮，並增加系統靈活性。

Dimming圖2：大功率LED驅動的分散式(distributed)配置結構從應用的具體功率範圍來看，AC-DC LED照明的電源方案應用主要包括：● 1 W-8 W：G13/GU10/PAR16/PAR20照明●8W -25 W：PAR30/PAR38照明●50 W-300 W：區域照明1) 1 W-8 W AC-DC LED照明應用這類應用要求的輸入電壓為90至264 Vac，效能達80%，同時提供短路保護、過壓保護等保護特性，並提供350 mA、700 mA定電流，應用領域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌燈(downlight)等。

不同电源及功率的LED照明驱动器方案(一)随着LED 技术的发展，LED 的应用已经从传统的小功率便携产品背光拓展至中大功率的室内照明、室外照明及手电筒等应用。

根据驱动电源的不同，LED 照明通常可以划分为交流-直流(AC-DC) LED 照明、直流-直流(DC-DC) LED 照明电源以及电池供电的LED 手电筒等不同类型，LED 灯具及其功率也各不相同，如3 W PAR16、3 乘以2 W PAR20、10 W/15 W PAR30、15 W/22 W PAR38、1 W G13、3 W GU10、1 W MR11、3 W MR16、3 W/9 W/15 W 嵌灯、1W-3W 阅读灯等。

1，AC-DC LED 照明解决方案安森美半导体在AC-DC 电源供电的LED 照明应用中，提供各种离线控制器及功率因数校正(PFC)控制器，并配合隔离及非隔离要求提供不同的LED 应用方案。

在交流线路电压与LED 之间没有物理电气连接的隔离应用中，常见的拓扑结构有反激(Flyback)及双电感加单电容(LLC)半桥谐振。

不同拓扑结构适合于不同的功率范围或是用于满足特别的设计要求。

例如，反激拓扑结构是小于100 W 的中低功率应用的标准选择，而LLC 半桥拓扑结构是大功率和高能效的首选方案。

图1：不同功率范围的隔离型拓扑结构AC-DC LED 照明应用中，小功率的LED 应用通常以恒流(CC)来驱动，而恒压(CV)功能是在输出开路的情况下作为保护功能。

大功率的LED 应用可能需要在电路中增加功率因数校正(PFC)，其中的AC-DC 转换与LED 驱动两部分电路既可能采用整体式(integral)配置，即两者融合在一起，均位于照明灯具内，也可以采用分布式(distributed)配置，如图2，从而简化安全考虑，并增加系统灵活性。

不同功率LED照明驱动电源方案选择指南不同功率AC-DC供电LED通用照明应用要求及方案不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明应用所适合的电源拓扑结构各不相同。

如在功率低于80 W的应用中，反激拓扑结构是标准选择;而在讲究高能效的应用中，谐振半桥双电感加单电容(HB LLC)是首选。

安森美半导体提供覆盖宽广功率范围的AC-DC LED照明方案，表1列举了几种典型的安森美半导体AC-DC LED照明方案。

表1：安森美半导体典型AC-DC LED通用照明解决方案。

从应用的功率等级来看，AC-DC供电的LED通用照明应用包括低功率、中等功率和大功率等不同类型。

低功率应用的功率范围通常在1到12 W之间，中等功率涵盖8到40 W范围，大功率应用的功率常高于40 W。

1)1 W至8 W LED通用照明应用要求及方案在1 W到8 W的低功率LED通用照明方面，典型应用如G13、GU10、PAR16、PAR20和嵌灯等。

这类应用的输入电压范围在交流90至264 V之间，恒流输出电流包括350 mA和700 mA两种，能效要求为80%，并要求提供短路保护和过压保护等保护特性。

在这类应用中，可以采用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关控制IC。

这器件集成了固定频率(65/100/130 kHz)电流模式控制器和700 V的高压MOSFET，提供构建强固的低成本电源所需的全部特性，如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定点及动态自供电功能(无需辅助绕组)等。

值得一提的是，NCP1015在1 W到8 W LED照明应用中，既可以用于隔离型方案，也可用于非隔离型方案，满足客户的不同应用需求。

这两种方案的成本差不多。

但隔离型方案采用变压器实现电气隔离，方案中包含简单的反馈电路和用于负载开路及故障保护的钳位电路，安全性高，更适合于需求通过安规认证的应用。

非隔离型方案采用抽头电感来隔离交流信号，能提高MOSFET工作的占空比，提高系统能效及电路性能。

LED通用照明驱动方案11 低功率LED驱动器特征及选择关键点小功率LED电源通常以恒流驱动, 其恒压功效是在输出开路情况下做为保护功效。

小功率LED驱动器特征如图1所表示。

图1: 小功率LED驱动器特征LED驱动器关键功效, 就是在工作条件范围下限制电流, 而不管输入及输出条件怎样改变。

其应用设计面临多个限制条件, 如高能效(低损耗)、高性价比、宽环境条件、高可靠性、灵活、符合电磁干扰(EMI)及谐波含量等方面标准、可改造用于已经有应用及能采取传统控制方法工作等。

要为低功率LED应用选择适合驱动器并不轻易, 需要顾及不一样原因。

比如, 商业和住宅市场对LED灯具在工作温度、使用时长、性能及“能源之星”等行业标准方面要求并不相同。

另外, 灯泡替换应用也存在着独特挑战, 如LED电源及驱动器热度限制、尺寸受限及兼容调光技术等。

就LED通用照明适用标准而言, 关键有美国“能源之星”要求功率因数校正(PFC)标准以及欧盟国际电工委员会(IEC)对总谐波失真限制标准。

其中, “能源之星”V1版灯具标准是自愿性标准, 要求LED照明灯具含有PFC, 适适用于嵌灯、橱柜灯及台灯等特定产品, 但与功率电平无关。

这标准要求住宅应用功率因数(PF)高于0.7, 而商业应用高于0.9。

如前所述, 为低功率LED照明应用选择适合驱动器须考虑众多原因, 这其中, 相关功率因数等行业标准尤为关键。

接下来, 我们将以安森美半导体几款低功率LED通用照明驱动方案为例, 探讨怎样在低功率照明应用中提供高功率因数。

2 DC-DC供电低功率LED照明应用方案LED通用照明有AC-DC供电和DC-DC供电两种方法, 其中AC-DC供电低功率LED通用照明应用及方案在第一讲LED照明驱动方案选型中已经大致介绍过, 所以在此不做赘述, 本讲关键依据功率不一样来介绍DC-DC供电低功率LED通用照明方案。

2.1 1 W-3 W DC-DC LED降压应用经典1 W-3 W DC-DC LED降压照明应用包含MR11/MR16、汽车照明、太阳能供电等。

LED通用照明驱动方案22.4 1 W-30 W DC-DC LED降压应用典型1 W-30W DC-DC LED降压应用包括MR16射灯、街道照明中的次级端DC-DC LED驱动器。

这类应用中，输入电压范围为7 至120 Vdc，输出电压范围为6至110 Vdc，支持350 mA、700 mA或1 A恒流输出，能效不低于90%。

这类应用可以采用NCL30100降压LED驱动器，这器件外置开关MOSFET，提供灵活的输入电压和输出电流设计，能效高于95%，其应用电路图参见图5。

图5：基于NCL30010的1-30 W DC-DC LED降压应用3 改善低功率LED住宅照明应用能效的方案以住宅照明的台灯和橱柜灯等应用为例，功率一般在3 W到8 W之间。

这样的低功率应用最适合采用隔离型反激拓扑结构。

但传统离线反激电源转换器在开关稳压器前面采用全波整流桥及大电容，这种配置的功率利用率或输入线路波形的PF较低，仅在0.5至0.6的范围。

这就要引入PFC。

如可在反激转换器前采用NCP1607B这样的有源PFC，能提供高于0.98的PF，但增加了元件数量及复杂性，且最适合的功率远高于本应用要求。

无源PFC方案众多，可改善PF，但通常都使用较多额外元件，增加成本及电路板占用空间，并降低可靠性。

图6：改善了功率因数的NCP1014应用电路图实际上，高功率因数通常需要正弦线路电流，且要求线路电流及电流之间的相位差极小。

修改传统设计的第一步就是在开关段前获得极低电容，从而支持更贴近正弦波形的输入电流。

这使整流电压跟随线路电压，产生更合意的正弦输入电流，反激转换器的输入电压就以线路频率的2倍跟随整流正弦电压波形。

如果输入电流保持在相同波形，功率因数就高。

NCP1014自供电单片开关稳压器采用固定频率工作，电流不能上升到高于某个特定点；这个点由输入电压及开关周期或导电时间结束前的初级电感来确定。

由于导电时间的限制，输入电流将跟随输入电压的波形，从而提供更高的功率因数。

Driving high power and high brightness LEDsApplication Note 5310Figure 1. Series connection(a) Series of two LEDs (b) Series of ‘n’ LEDs.Series connectionFigure 1 shows the series connection. The LED current in the series is the same throughout the series. Its disadvan-tage is that if one LED is opened, no LED will light up. The total VF across the series LED is higher, but the current re-quirement is lower.The LED driver circuit used must be capable of producing output LED voltage greater than the series total VF. Generally, the closer the rated LED output voltage to the series LED total VF, the better is the efficiency.Common anode or common cathode parallel connectionThe common anode or common cathode parallel con-nection is used if each individual LED current is set inde-pendently. The advantage of this connection is that if one LED is opened, the other LEDs are unaffected. The disad-vantage of this connection is that a higher current rating is needed.Common anode and common cathode parallel connectionThe difference between the LED forward voltages will cause current hogging. In cases where this is unavoid-able, use the smallest number of LEDs with matched electrical, thermal and operating lifetime characteristic. The matched LEDs are equivalent to a single larger LED with a higher current rating. However, the matched LEDs may drift apart due to different degradation and thermal characteristics.IntroductionThis paper describes the various methods of driving the high power and high brightness LED. The task of designing an LED based system involves the following selection.I. number of LED used and the connection scheme between LEDsII. linear or switch mode LED driverIII. power supply source i.e. DC voltage or AC mains or batteryIV. optical subsystem, e.g. lens, filter cover etc.The number of LED needed depends on the luminance required and the current the LEDs are driven.The optical subsystem is not covered here as it is beyond the scope of this paper.LED connection schemeIf there is more than one LED, the LED connection scheme must be decided.There is no hard and fast rule in selecting the connection scheme. Sometimes it is a matter of preference. In some cases, the LED drivers chosen will decide the connection scheme. At times, the available power supply and effi-ciency required may influence the connection scheme.Typically, the connection between LED is classified into three main configurations.a) Series b) ParallelThis is subdivided into i) Common anode ii) Common cathodeiii) Common anode and common cathode c) Mixed series – parallel i) Series of two LEDs II) Series of ‘n’ LEDsMixed series - parallel connectionFigure 3 shows some examples of mixed series – parallel connection. This is usually selected as a trade off between the total VF and the total current required, so that it will fit with available led drivers.Figure 3. Mixed series – parallel connection exampleFigure 2. Parallel connection exampleLED driversThe connection scheme will influence the number of drivers channel needed.Most LED driver typically has a single channel. However, there are some multi channel LED drivers available. Each channel can drive only a single series connected LEDs or a single branch of the parallel connected LED in common anode or common cathode configuration. The following condition must be met to be able to drive the series connected LEDs.a) Output LED driver voltage must be greater than the total VF of the series connected LED b) LED driver constant current output must be higher or equal to the desired LED current. If the current is higher, use PWM dimming or modify the circuit, for example the sense resistor.In general, LED drivers are classified into:a) Linear LED driverb) Switch mode LED driverLinear LED driver are less efficient and generally occupy a larger space. Switch mode LED driver is more efficient and generally smaller. However, they have electrical and radiated noise and are complicated to design.When the input power supply is lower than the LEDs total VF, switch mode LED driver must be used. The selectionbetween linear or switch mode is generally decided by simplicity, the available power supply and efficiency.Common Common Common anode &anode Cathodecommon cathodeConverting a voltage regulator to LED driverA typical voltage regulator has the following pins, V IN , GND, V OUT and FB. The FB pin sense a voltage to control the voltage regulator output voltage. For a constant current LED driver, current sense is necessary. By placing a resistor in the LED current path, the LED current is converted to a sense voltage at the FB pin. The resistor is usually placed at the LED cathode side for low side current sensing. Alternatively, the resistor is placed on the LED anode side for high side current sensing. A differential amplifer with high common mode rejection ratio is needed to sense the voltage across the resistor.Figure 4. Converting a voltage regulator to LED driverThe resistor value for low side current sensing isLEDFBI V However, for high side current sensing, the resistor value required isVLED A I V *Note:V FB is the regulated feedback voltage at the FB pin. I LED is the desired LED current.A V is the gain of the differential amplifier.For linear LED driver, the number of LEDs that can be driven in series is N = FRDO IN V V V V --For the switch mode LED driver, the number of LEDs is N =FROR V V V -Note:V IN is the input voltage supply.V DO is the drop out voltage.V R is the sense voltage across the resistor.V OR is the rated designed output voltage of the series connected LED string.V F is the typical forward voltage of a single LED.(a) Low side current sensing(b) High side current sensingLinear LED driver examples 1. Simple resistive current limiting.A resistor is used to limit the LED current from a DC power supply.Figure 6. LM317HV LED driverThe LM317HV regulates a fixed 1.23V between the ADJ and the OUT pin. The LED current is given by the equation, LED = R1.23I The advantage of this circuit over the simple resistive driver is that the LED current is constant despite the LED forward voltage drift.Figure 5. Resistor as a current limiter The resistance is given by R =FFIN I V V -Notes:V F - total VF of the series connected LED string.I F - desired LED current.V IN – input voltage supply.The advantage of simple resistive limiting is the simplicity. However, the LED current is not stable due to LED forward voltage drift.2. LM317 or LM317HVFigure 6 showed the LM317HV voltage regulator used as an LED driver.Figure 8. LT3021 LED driverIf the LED Vf is 3.6V, the number of series connected LED is two.Figure 7. LM2941 LED driverAnother driver similar to the LM317 is the LM2941. The LM2941 voltage regulator has a maximum input voltage of 26V. The LM2941 regulates 1.275V across the ADJ and GND terminal. Figure 7 show the LM2941 as an LED driver providing 354mA.4. LT3021The LT3021 is another linear voltage regulator with maximum input voltage at 10V and a maximum current rating of 500mA. The LT3021 regulates the output to maintain 0.2V across the ADJ and GND terminal. The LED current is R0.2The drop out voltage is 160mV.V REF is regulated to 177mV between ADJ and GND pins.The maximum input voltage rating is 42V with a dropout voltage of 0.7V. The LED current in the circuit isIn the circuit shown in figure 9, R = 5.1ohm. The LED current is 347 mA.Figure 9. Infineon TLE4242G LED driverRV REF 6. AS3691 and AS3692The AS3691 has a voltage rating of 15V with maximum LED current of 400mA.The AS3692 is similar to AS3691. The difference is the AS3692 has a voltage rating up to 50V, but the maximum current is 200mA.Contact Austriamicrosystem for latest information on availability and application notes on AS3691 and AS3692.Figure 10. Maxim 16800 LED driverFor LED color management application with the ADJD-J823 and the HDJD-J822, the PWM output from the ADJD-J823/HDJD-J822 is connected to the EN input of the MAX16800.This LED driver has a voltage rating of 40V. The driver regulates a fixed voltage across the CS+ and CS- The current is set by an external resistor, Notes:I LED is the desired LED currentV SENSE is typically 0.204V across CS+ and CS- pins.R S = LEDSENSEI VFigure 11. HV9911 in boost topologyNotes:1. V REF is typically 1.25V.2. The maximum LED current for this circuit is 350mA.The LED current is related to the equation, 10131213**R I R R R V LED REF =+)(The switch mode LED driver is related to the switching voltage regulator topologies. The switching voltage regulator maintains a constant voltage at various current loads. The switch mode LED driver however, deliver constant current to LED at whatever VF the LEDs required, provided that the over voltage protection or power rating is not exceeded. Some common examples of switch mode LED driver topologies area) BUCK. These are step down regulator which the output voltage is generally lower than the input voltage.b) BOOST. These are step up regulator which the output voltage is higher than the input.c) BUCK-BOOST. These are step down / step up regulator which the output voltage is inverted. d) SEPIC. This is similar to buck boost except the output voltage is not inverted.e) FLYBACK. These are step up or step down regulator with a transformer instead of an inductor.Designers should obtain information on the IC datasheets and application notes from the manufacturer and work closely with the LED driver manufacturer.Before turning on a switch mode LED driver, the LEDs should be connected. An open circuit in the switch mode LED will cause the output voltage to rise to maximum limit and may exceed the LED driver maximum voltage rating.Switch mode LED driver examples1. HV9911 in boost topologyThe input voltage (21-27V) is provided between VIN and GND. This boost topology circuit provides 80V maximum output voltage. I.e. the number of InGaN LEDs that can be driven is 12 to 20 LEDs. If the PWM is not used, it should be connected to VDD to enable the LED driver.Figure 12. HV9911 in buck topology2. HV9911 in buck topologyThis buck topology circuit accepts 130 to 200 V DC input between VIN and GND. It can provide 20 to 100V LED output voltage. The high side current sensing limit the LED current to 350mA. If the PWM is not used, it should be connected to VDD to enable the LED driver.The LED current is related to the equation,Notes:1. V REF is typically 1.25V.2. The maximum LED current for this circuit is 350mA.10131213**R I R R R V LED REF =+)(3. HV9910This buck topology circuit is not isolated from line voltage. The LEDs must be connected to the driver before turning on the AC supply.Table 1 shows the possible VAC input range with this circuit. The components L1 and R4 values are selected based on the operating LED current. Assuming that the LED forward voltage is 3.6V, the maximum number of LED that can be driven is approximately eleven.Table 1. Component selection.VAC Input range VAC Input setting L1L1 Part *R4 ohm LED current mA Output LED driver voltage min max0- V 0VAC . mH, 0. A PCH- - 0. 0- 0 0 00- V 0VAC . mH, 0. A PCH- - 0. 0- 0 0 00- V 0VAC .0mH, A PCV- - 0 -0 0. ** 0- 00 0 0Notes:* The inductor part numbers are from Coilcraft.** Implemented by two 0.27 ohm resistors connected in parallel.The components values for row 1 and 2 are shown in figure 13.The control PWM signal must be isolated from mains. If the PWM is not used, it should be connected to VDD to enable the LED driver. If any measuring instrument needs to be used, they must also be isolated using isolating transformer.Figure 13. HV9910 in buck topologyThis is a buck LED driver. Table 2 shows the various components values needed to obtain the corresponding LED current.Table 2. Resistor selectionR1R3R4R5R6Rs LED current9.1k5101k8.2k27k0.33350mA9.1k510910 2.4k20k0.2700mANote: The component values for the first row are shown in figure 15 to provide 350mA LED current.The Vdim pad provides an input for linear dimming or inverted logic PWM dimming. At 0V, the LED current is maximum. As the voltage increase from 0V to 3.3V, the LED current will reduce linearly from maximum to zero. Resistor R1 and R3 provide over voltage protection at 23.3V in case an open circuit occur at the LED output. AssumingInGaN LEDs with VF = 3.6V, the maximum number of LEDs that can be connected in series is 6 InGaN LEDs.Figure 14. L6902D LED driverThis is a buck topology LED driver with 48V input. A maximum of 12 InGaN LEDs can be connected. Resistors R1, R2 and the internal 5.1V supply reduced the sense voltage to 0.5V.Figure 15. L4973V3.3 LED driverFigure 16. LTC3490 driving a single LED6. LTC3490This circuit is able to drive one InGaN LED from a single battery cell. An internal sense resistor limits the LED outputcurrent to 350mA. If the LED pin is open, the output voltage is internally limited to 4.7V.Figure 17. LTC3783 LED driverThis flyback LED driver can provide 150mA to a series connected LEDs. The over voltage protection is trigger at 130V and deactivate at 120V. The number of series LEDs that can be connected is 120/3.6 = 33 LEDs. PWM signal provide thedimming control.Figure 18. LM3402 LED driver8. LM3402This is a step down buck LED driver. It has a constant on time architecture and the circuit is designed for a single INGAN LED. Refer to the web site below for other LM3402 reference design for other LED output voltage. /webench/ledrefdesigns.doFigure 19. Maxim MAX5035 LED driver9. Maxim 5035.This buck topology circuit accepts Vin from 7.5V to 30V. The LED current is 350mA. The rated LED output voltage is 12V. One to three InGaN LEDs can be driven.V CONTROL is a linear dimming input and the LED current is given by the equation below.I LED = SENSECONTROL REFR5 * R R1V ** (R1 + R5) - V Notes:R SENSE is the parallel equivalent of R2, R3 and R4.V REF is typically 1.22V.V CONTROL is the external linear dimming voltage, 0V for maximum LED current.Table 3 shows the component changes needed to drive 10 LEDs in a series. Table 3. Component changes required for different operating LED current.LED color Total VF range LED current RON L1L1 partRsns Red to 00mA 0k 0uH SLF 0 T- MR 0. Green or Blue0 to0mAk0uHSLF 0 T- MR.Note: The inductor parts are from TDK.10. MAX16801 / MAX16802The MAX 16801 is suitable for rectified 85VAC to 265VAC applications.The MAX16802 is suitable for low input DC input voltage.An example of the MAX16802 driver is shown in Figure 21.This circuit is design for driving a single InGaN LED at 350mA.For other configuration, refer to AN3639, under design procedure.The DC input voltage is from 10.8 to 24V. Resistor, R1 and R2 clamped the output voltage to 29V.Figure 20. MAX16802B LED driverReference1. AND8109/D LED constant current scheme. Theory of operation./pub/Collateral/AND8109-D.PDF2. Datasheets: LM317HV, LM2941, LT3021, TLE4242G, MAX16800, HV9911, HV9910, L6902D, L4973, LTC4930,LTC3783, LM3402, MAX5035, MAX16801/MAX16802.3. AS3691, AS3692 product brief./03products/products_detail/AS3691/download/AS3691_Features.pdf4. HV9911DB1v2 High brightness boost LED driver with 1:3000 dimming ratio and excellent current regulation./feature_hv9911.html5. HV9911DB3 High brightness step-down LED driver with excellent current regulation./feature_hv9911.html6. AN-H55 Boost Converter LED Drivers using Supertex’s HV9911./feature_hv9911.html7. HV9910DB1 Off-line high brightness LED driver board./feature_hv9910.html8. HV9910DB2v2 Universal voltage off-line high brightness LED driver demo board./feature_hv9910.html9. AN-H48 Buck-based LED Drivers using the HV9910/HV9910B./feature_hv9910.html10. AN2129 Dimming of super high brightness LEDs with L6902./stonline/products/literature/an/11247.pdf11. AN1891 Driving LEDs using L497X, L597X, L692X DC-DC converters families. /stonline/products/literature/an/10232.pdf12. High Voltage Boost/LED Controller Provides 3000:1 PWM Dimming Ratio. Linear Technology Magazine March2006. /pc/downloadDocument.do?navId=H0,C1,C1003,C1042,C1031,C1115,P15692,D14232 13. Maxim AN3668 High-Efficiency Current Drive for High-Brightness LEDs./en/an/AN3668.pdf14. Maxim AN3639 Design of a Nonisolated, Flyback LED Driver Circuit./en/an/AN3639.pdf15. How to use switching regulators in driving high brightness LEDs By Chris Richardson./howto/183702675 or/news/183701658Avago Technologies reserve the right to make corrections, modifications, enhancements, improvements, and other changes to this documents at any time. Customers should obtain the latest document and should verify that the infor-mation is current and complete.Avago Technologies assumes no liability for applications assistance or customer product design using the informa-tion provided in this document. Customers are responsible for their products and applications using Avago Technolo-gies products. 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led驱动方案在现代社会中，LED灯具的市场需求越来越大，这也催生了许多厂商的加入。

然而，研发一个高质量且经济实惠的LED驱动方案可不是一件容易的事情。

本文将介绍几种LED驱动方案以及它们各自的优缺点，希望能够给大家提供一些参考。

一、常见的1.1 恒压驱动恒压驱动是一种非常简单的模式，它解决了LED灯泡的电压问题，并使它们在过程中的增光保持恒定。

当然，这种方案也有一些限制，LED所需的功率或者电流必须非常低。

1.2 恒流驱动恒流驱动是在LED灯普及后出现的一种驱动方式。

它可以提供足够的电流，使LED灯发光，同时，也可以在大功率应用中为LED灯提供保护。

这种方案的优点是变化仅限于输入、输出和驱动电压之间的匹配度。

1.3 功率因数修正功率因数是测量电力线路效率的一项标准。

不理想的功率因数会使电线损失能量并浪费电能。

在这种情况下，功率因数修正技术成为了解决方法，同时也有效地减少了电能的浪费。

一、LED驱动方案的优缺点2.1 恒压驱动优点：能够提供代表灯泡最高限制电压的电压；温暖的光具有一定的质量以及盈亮效果。

缺点：不足以控制LED的输出亮度；当使用高电压时，LED可能会短路或者过热。

2.2 恒流驱动优点：使LED灯具消耗的电流保持不变；使光变得更加柔和，不会使眼睛受到刺激；有更长的使用寿命。

缺点：需要预留适当的保护裕度；更高的成本。

2.3 功率因数修正优点：提高了电能的使用效率；减少了电路损耗；使用更智能、更节能的电源。

缺点：价格较高。

三、LED驱动方案如何选择LED灯驱动方案可以根据具体情况选择。

如果预算允许，而且希望LED灯具具有更高的性能，并且使用寿命更长，那么恒流驱动或功率因数修正方案就是不错的选择。

然而，如果需要使用的LED灯泡只需要输出低功率，则恒压驱动方案可能更加合适。

最终选择何种方案还需看情况灵活决定。

总之，为了保证LED灯具的稳定性和安全性，选择合适的驱动方案是很有必要的。

从经济、安全和可靠性角度考虑，选择高质量的驱动方案，才能更好地实现期望的光效与服务寿命。

低功率LED通用照明应用隔离型高功率因数LED驱动器方案近年来，世界上众多国家致力于以更高能效的照明方案来替代低能效的白炽灯。

而随着发光二极管(LED)在发光性能及成本等几乎各方面持续改进，LED 在通用照明领域已经成为极引人注目的解决方案。

从供电电源来看，LED 照明也包括高压AC-DC、中等电压AC-DC 或DC-DC 以及电池供电等不同类型。

本文将着重探讨用于低功率(一般低于30 W) AC-DC LED 通用照明应用的驱动器方案及其在PAR30、A 型灯等应用中的示例。

AC-DC 电源转换拓扑结构比较对于低功率AC-DC LED 电源转换而言，可以选择隔离型反激或非隔离降压等不同拓扑结构。

所谓隔离，是指输入与输出之间采用变压器等进行电气隔离。

这两种拓扑结构各有其特点。

相比较而言，非隔离拓扑结构设计及电路板配置简单、电路板尺寸小、元件数量少、能效更高，而隔离拓扑结构易于满足安规要求，但磁学设计复杂，要求较大的电路板尺寸。

本文将聚集于隔离型拓扑结构的AC-DC LED 驱动器方案。

LED 驱动器应用要求对于LED 通用照明应用而言，目前成本还相对较高，故高性比的LED 驱动器无疑会更受青睐。

此外，LED 驱动器也应该具有高能效(低损耗)、高可靠性、符合电磁干扰(EMI)及谐波含量或功率因数(PF)等标准、灵活、适应宽环境条件、可改造用于已有应用、支持传统控制方式工作(兼容传统调光)等。

其中，就功率因数要求而言，美国能源之星项目固态照明标准中对PFC 带有强制性要求(而无论是何种功率等级)，适用于特定产品，如嵌灯、橱柜灯及台灯等。

该标准针对住宅应用部分要求功率因数高于0.7，针对商业应用部。

适用于低功率和高功率LED照明系统的解决方案LED是由超导发光晶体产生超高强度的灯光，它发出的热量很少，不像白炽灯那样浪费太多热量，不像荧光灯那样因消耗高能量而产生有毒气体，也不像霓虹灯那样要求高电压而容易损坏。

LED 已被全球公认为新一代的环保型高科技光源。

LED 具有高光效能，比传统霓虹灯节省电能 80%以上，工作安全可靠。

LED 改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。

LED 光源具有寿命长，光效高，无辐射与低功耗等特点。

LED照明将会取代主流的白炽照明和其他照明技术，占据市场主导位置。

但从旧技术到新技术的转换还需要多年时间。

在此期间，LED灯设计师所面临的挑战是如何确保新设计与原本为白炽照明开发的现有控制器和布线架构实现兼容和可靠工作。

本文所介绍的是可同时适用于低功率和高功率LED照明系统的解决方案，它久经考验，非常成熟。

LED灯泡的构造一个LED灯包含一个到十几个甚至更多的LED芯片，它们通常串联在一起。

每个芯片的发光亮度由通过其中的电流大小决定。

由于采用串联连接方式，灯泡内每个LED芯片会自动通过相同的电流，但每个芯片上的电压各不相同。

LED的正向电压降通常为3.4V，但会在2.8V到4.2V之间变化。

可以对LED进行分类以限制电压变动幅度，但这会增加成本，并且正向电压降仍会随温度和使用时间发生变化。

要想提供一致的光输出，LED灯必须由严格规定的高效恒流电源驱动。

作为白炽灯的替代品LED灯，该电源必须集成在灯壳内。

典型集成LED灯包括驱动电路、LED集束以及可同时为驱动器和LED芯片提供机械保护和散热的外壳。

LED驱动器的要求非常严格。

它必须是高效节能的，必须满足严格的EMI和功率因数规格，并能安全地耐受各种故障条件。

其中最为困难的要求之一是要有调光功能。

由于LED灯的特性与专为白炽灯所设计的调光控制器之间存在不匹配，因此容易造成性能不佳。

问题可能表现为启动速度慢、闪烁、光照不均匀、或在调整光亮度时出现闪烁。

led驱动方案LED (Light Emitting Diode) 是近年来广泛应用于照明、显示等领域的一种新型光源。

它具有高效、长寿命、环保等优点，越来越受到人们的关注和喜爱。

然而，作为一种电子元件，LED 也需要驱动方案来保证其正常工作。

在本文中，我们将探讨 LED 驱动方案的重要性以及不同的实现方法。

首先，让我们来了解一下为什么 LED 需要驱动方案。

与传统的白炽灯泡不同，LED 是一种电压敏感的光源。

为了使 LED 发光，我们需要在其正向电压下施加合适的电流。

而这个电流需要由外部设备来提供，即驱动方案。

驱动方案不仅要能够保证电流的稳定性和可调节性，还要兼顾光的亮度和色温等方面的要求。

在 LED 驱动方案中，最常见的一种是恒流驱动方式。

恒流驱动通过将电流控制在一个恒定的数值范围内，来确保 LED 的亮度稳定。

这种驱动方式的优势在于可靠性高、抗干扰能力强，并且可以实现对亮度的精确控制。

常见的恒流驱动电路包括线性恒流源和开关恒流源。

线性恒流源简单可靠，但效率较低，主要用于需求较低的场景，如小功率指示灯。

而开关恒流源则采用了开关电路的原理，效率更高，适用于大功率 LED 照明系统。

此外，还有一种常见的驱动方式是脉宽调制（PWM）。

脉宽调制是通过改变 LED 通电时间和停电时间之间的占空比来控制亮度。

这种方式适用于一些需要频繁调节亮度的场景，如室内照明和显示屏。

具体实现中，通常会使用微控制器或专用的 LED 驱动芯片来实现 PWM 驱动。

除了恒流驱动和脉宽调制，还有一些其他的 LED 驱动方案，如电流源-电压源混合驱动、调幅调光等。

这些方案一般适用于一些特殊的 LED 应用场景，需要根据具体需求进行选择。

在选择 LED 驱动方案时，需要综合考虑多个因素。

首先是功率需求，即需要驱动的 LED 是哪种功率级别的。

高功率 LED 通常需要采用高效率的驱动方案，以减少能量浪费。

其次是亮度和色温的要求，不同的应用场景对亮度和色温的要求也不一样，需要选择能够满足需求的驱动方案。

LED驱动方案概述LED（Light-Emitting Diode）即发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的电子器件。

由于LED具有发光效率高、寿命长、体积小等优点，因此在照明、显示、通信以及汽车等领域得到了广泛应用。

在LED应用中，驱动电路起着至关重要的作用，负责将电源提供的电能转化为合适的电流和电压，以保证LED的正常工作。

本文将介绍常见的LED驱动方案和其特点，供读者参考。

常见的LED驱动方案1. 电阻限流驱动电阻限流驱动是一种简单、低成本的LED驱动方案。

它通过串联电阻来限制通过LED的电流，从而实现对LED的驱动。

该驱动方案的优点是可靠性高、实现简单，但缺点是电阻会产生额外的功耗，且驱动电流与电源电压相关，对输入电源的稳定性要求较高。

2. 线性驱动线性驱动是一种常用的LED驱动方案，基于稳压电流源设计，可实现对LED的恒流驱动。

线性驱动器通常由电源、稳压器和电流调节器三部分组成。

该驱动方案的优点是驱动电流稳定、可靠性高，但缺点是效率较低，容易产生功耗较大的热量。

3. 开关驱动开关驱动是一种高效的LED驱动方案，常用的开关驱动器有恒定电流开关电源和恒定电压开关电源。

开关驱动器通过控制开关管的开关状态，调节电流或电压，使LED得到合适的驱动。

该驱动方案的优点是效率高、电源适应性强，但缺点是相对复杂，需要采用开关电源控制模块。

4. 定电流源驱动定电流源驱动是一种常见的LED驱动方案，它通过稳流器提供恒定电流给LED。

该驱动方案的优点是实现简单、电流稳定性高，但缺点是无法实现调光功能。

5. PWM调光驱动PWM调光驱动是一种常用的LED驱动方案，通过周期性改变电流或电压的占空比，实现对LED亮度的调节。

该驱动方案的优点是调光范围大、效率高，但需要支持PWM的电源和控制芯片。

LED驱动方案选择因素在选择LED驱动方案时，需要考虑以下几个因素：1. 功率要求LED的功率要求与工作环境和应用场景相关，需要根据实际需求选择适合的LED驱动方案。

大功率LED照明恒流驱动方案介绍（精）（精选5篇）第一篇：大功率LED照明恒流驱动方案介绍(精)大功率LED 照明用恒流驱动方案介绍序言LED 即发光二极管，是一种半导体固体发光器件。

它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

LED 一般被称为第四代照明光源或绿色光源，具有高节能、利环保、寿命长、体积小、高亮度等特点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域；LED 灯作为一种新的照明用光源，正在逐渐得到大规模和大范围内的应用；LED 照明灯自身在节能，长寿，高能效，亮度方便可调节等方面的优异特性也符合现在倡导的低碳，环保的大趋势；目前，LED 照明在LED 背光，LED 广告灯，LED 幕墙，大功率LED 路灯，LED 节能灯及日光灯，LED 显示等领域得到广泛深入的应用；预计在未来几年内，LED 灯将可能逐渐进入家庭照明，室内外照明等领域，成为一种重要的照明光源。

决定LED 灯的性能和寿命的核心部分是LED 恒流驱动电路，LED 灯的寿命（光亮度衰减）与驱动电流的稳定性和电流纹波或杂讯息息相关，LED 灯的可靠性主要取决于驱动芯片的可靠性和各种安全保护措施；芯龙半导体作为专业的电源管理芯片设计者，提供一系列高压，大电流，高效率，高可靠性，高性价比的LED 恒流驱动芯片；在大电流LED 单片全集成恒流驱动芯片领域，芯龙处于全球范围内的业界领先地位。

芯龙半导体的一系列LED 驱动芯片支持市电，直流稳压电源，太阳能电池，电子变压器，交流变压器，蓄电池，车载电源等多种供电方式；输出恒流驱动LED 的功率从10W~100W全系列；LED 模组可以串联，并联，串并联结合等多种连接方式；电路拓朴支持降压，升压，升降压等多种结构。

上海芯龙半导体致力于开发耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的单片开关模拟电源管理类集成电路，开发出一大批耐高压、高效率、大电流、高可靠性、高性价比的产品，逐步推向市场，可以应用于绝大部分供电的领域和应用。

为不同功率应用选择适合的LED驱动电源方案 (1)近年来，高亮度发光二极管(HB-LED)市场快速发展。

LED光效不断增高，平均每流明光输出的成本也持续下降，使其应用范围不断拓宽，除了已经在屏幕尺寸小于4英寸的便携设备背光及体育场馆大型显示屏等应用中占据主导地位，更向汽车、中大尺寸液晶显示器(LCD)背光及通用照明等市场渗透，发展前景非常可观。

以电灯泡和荧光灯管替代、嵌灯、街灯及停车灯、工作照明灯(台灯、橱柜内照明)、景观照明、广告牌文字电路、建筑物照明等通用照近年来，高亮度发光二极管(HB-LED)市场快速发展。

LED光效不断增高，平均每流明光输出的成本也持续下降，使其应用范围不断拓宽，除了已经在屏幕尺寸小于4英寸的便携设备背光及体育场馆大型显示屏等应用中占据主导地位，更向汽车、中大尺寸液晶显示器(LCD)背光及通用照明等市场渗透，发展前景非常可观。

以电灯泡和荧光灯管替代、嵌灯、街灯及停车灯、工作照明灯(台灯、橱柜内照明)、景观照明、广告牌文字电路、建筑物照明等通用照明市场为例，据估计，当前LED照明(或称固态照明，英文简称SSL)的应用比例低于1%，2008年LED驱动器及相关分立器件的市场规模(SAM)仅为约6.88亿美元，预计到2012年市场规模将增长至13.08亿美元，年复合增长率高达17.4%。

因此，LED通用照明成为热点市场。

本文旨在探讨LED通用照明市场不同功率范围及不同电源供电应用的要求，以及适用的LED驱动器及相关元器件，帮助照明设计工程师尽择适合的元器件方案，加快上市进程。

不同功率AC-DC供电LED通用照明应用要求及方案不同功率的交流-直流(AC-DC) LED照明应用所适合的电源拓扑结构各不相同。

如在功率低于80 W的应用中，反激拓扑结构是标准选择；而在讲究高能效的应用中，谐振半桥双电感加单电容(HB LLC)是首选。

安森美半导体提供覆盖宽广功率范围的AC-DC LED照明方案，表1列举了几种典型的安森美半导体AC-DC LED照明方案。

几种车用LED驱动方案的比较车用LED驱动方案是指在汽车领域应用的LED照明系统所采用的电路设计和控制方案。

随着汽车照明技术的不断发展和进步，LED照明系统成为了一种重要的趋势和选择。

在车用LED驱动方案中，常见的包括恒流驱动方案、恒压驱动方案和混合驱动方案。

在本文中，我们将对这些方案进行比较。

恒流驱动方案是目前应用最为广泛的车用LED驱动方案之一、恒流驱动方案通过将电流限制在一个固定值上来驱动LED灯。

这种方案具有电流稳定性好、控制精度高、亮度恒定等优点。

恒流驱动方案通常需要使用外部电阻来设置恒定电流值，使得驱动电路实现对LED电流的精确控制。

然而，由于LED灯阻值的漂移和温度特性的影响，恒流驱动方案在LED亮度一致性和颜色一致性方面存在一定的挑战。

恒压驱动方案是另一种常见的车用LED驱动方案。

它通过将电压限制在一个固定值上来驱动LED灯。

恒压驱动方案具有电压稳定性好、电流可变等优点。

恒压驱动方案通常需要使用外部限流电阻来限制LED电流，使得驱动电路实现对LED的电流控制。

然而，由于LED的电压漂移和电流特性的影响，恒压驱动方案在LED亮度、颜色一致性和驱动效率方面存在一定的局限性。

混合驱动方案结合了恒流驱动和恒压驱动的优点。

这种方案通过在恒流和恒压驱动方案中切换来实现对LED的驱动。

当LED工作在低电压下时，使用恒流驱动方案以提供恒定的电流；当LED工作在高电压下时，使用恒压驱动方案以提供恒定的电压。

混合驱动方案可以兼顾恒流驱动和恒压驱动的优点，使得LED能够在不同工作条件下得到最佳的电流和电压驱动。

然而，混合驱动方案的设计复杂度较高，需要考虑驱动状态的切换和控制，因此在实际应用中的使用较少。

除了上述三种常见的车用LED驱动方案外，还有其他一些特殊情况下的驱动方案。

例如，多串联驱动方案可以通过在多个LED灯之间串联使用，来实现更高的亮度和功率输出。

此外，PWM（脉宽调制）驱动方案可以通过改变LED的开关周期和占空比来控制LED的亮度。