发光二极管LED的两种驱动方案解析

白光发光二极管驱动解决方案在为白光发光二极管选择升压式转换器解决方案或电荷帮浦解决方案时，首先要考量的是这两种解决方案在哪里些特定方面的表现较佳。

不同的终端应用对于发光二极管驱动器的需求也会不同。

举例来说，对于液晶（LCD）模块制造商而言，元件的高度可能是最重要的设计参数；对个人数码助理（PDA）制造商而言，效率则是最重要的设计参数。

图一为使用TPS60230白光发光二极管电荷帮浦驱动器的典型应用▲图一：典型白光发光二极管电荷帮浦驱动器TPS60230一般来说是直接由锂电池在3V到4.2V的范围内供电，也可以在个别提供20mA之情况下驱动5个发光二极管。

图二为使用TPS61062之驱动电路，这是一个典型基于升压式转换器解决方案的白光发光二极管驱动器电路。

▲图二：典型白光发光二极管升压式转换器驱动器。

图二的升压式转换器采用最新的IC发展技术，完全整合同步升压式转换器，并省略外部的萧基二极管，具备最小体积以及最少外部元件等优点。

前文已经针对图一及图二的解决方案进行最重要的设计参数之讨论，同时也说明升压式转换器和电荷帮浦解决方案的不同之处。

接下来我们则将针对电荷帮浦和升压式转换器白光发光二极管驱动电路的各个方面进行比较。

■电荷帮浦vs.升压式转换器之效率我们无法单就「效率」来评论电荷帮浦之良莠，因为整体效率受到与应用场合相关之参数的影响，这些参数包括发光二极管的顺向电压、锂电池的放电特性及受不同电荷帮浦模式影响之发光二极管电流。

图三为典型的电荷帮浦解决方案效率曲线；当转换器操作在“低压降线性调节器（LDO）模式”下且增益为1、输入电压在4.23.6伏特之间时，效率可保持在75％以上。

在低压降线性调节器模式中，电荷帮浦之动作与低压降线性调节器一样，输入电压都被向下调整到发光二极管的典型顺向电压3.1V3.5V。

另一个低压降线性调节器模式的好处是元件内部未进行切换，故可避免电磁干扰的问题。

▲图三：内部转换器增益切换所造成的效率步阶变化。

led电压源驱动实验实验结论LED电压源驱动实验结论LED（Light Emitting Diode）作为一种常见的发光二极管，其驱动方式对于其正常工作和发光效果具有重要影响。

本实验通过使用LED电压源驱动的方法，对LED的电压源驱动特性进行了研究和分析，得出了以下结论。

1. LED的正向电压与电流关系：在实验中我们发现，当LED的正向电压逐渐增加时，LED的电流也会随之增加。

然而，当正向电压超过一定值后，电流增加的速度会明显减缓，呈现出饱和的现象。

这是因为LED是一种非线性器件，其正向电压与电流之间存在着一定的非线性关系。

2. LED的亮度与电流关系：实验结果显示，随着LED的电流增加，LED的亮度也会相应增加。

这是由于LED是通过电流激发发光的，电流的增加会导致更多的电子与空穴复合，从而产生更多的光子，进而提高LED的亮度。

然而，当电流超过一定值后，亮度的增加速度会逐渐减缓，最终趋于平稳。

这是因为在高电流下，LED内部的能级跃迁已经达到饱和，无法进一步提高亮度。

3. LED的电压源驱动方式：实验中我们采用了电压源对LED进行驱动，通过不断调节电压源的输出电压，观察LED的亮度变化。

实验结果表明，当电压源输出电压超过LED的正向电压时，LED会发光。

而当输出电压小于正向电压时，LED则不会发光。

这说明LED只有在正向电压作用下，才能正常发光工作。

4. LED的稳定工作范围：通过实验我们还确定了LED的稳定工作范围。

在实验中我们发现，当电压源输出电压超过一定值后，LED的亮度会达到最大值，并且保持稳定。

而当输出电压低于一定值时，LED的亮度会明显降低，甚至熄灭。

这说明LED的稳定工作范围是有限的，需要在合适的电压范围内进行驱动。

LED电压源驱动实验结果表明LED的正向电压与电流呈现出非线性关系，LED的亮度与电流呈正相关关系。

在LED电压源驱动方式下，LED只有在正向电压作用下才能正常发光工作，并且LED的稳定工作范围是有限的。

led驱动方案近年来，LED（Light Emitting Diode）作为一种新型照明技术得到广泛应用，其能耗低、寿命长、调光性强等特点使其成为取代传统照明设备的最佳选择。

然而，要实现高效、稳定的LED照明，一个关键的因素就是选择合适的LED驱动方案。

LED驱动方案主要包括恒流驱动和恒压驱动两种。

恒流驱动是通过保持LED电流不变来实现亮度的控制，它适用于需要精确控制光强的场合。

而恒压驱动则是通过保持LED的电压不变来控制亮度，适用于需要简单控制亮度的场合。

恒流驱动是LED照明中常用的驱动方式，它通过电流源来保持LED的电流不变，从而确保LED亮度的稳定。

恒流驱动方案具有调光范围广、输出电流稳定等优点，但也存在电流波动幅度大、成本较高等不足之处。

因此，在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的恒流驱动方案。

恒压驱动是另一种常见的LED驱动方式。

它通过在LED电路中连接一个恒压源来保持LED的电压不变，从而控制LED的亮度。

相比恒流驱动方案，恒压驱动方案简单易用，成本较低，但其调光范围有限，无法实现高精度亮度调节。

除了恒流驱动和恒压驱动，还有一些特殊的LED驱动方案，如脉冲宽度调制（PWM）驱动、频率调制（FM）驱动等。

脉冲宽度调制是通过调节LED的亮度来改变LED的工作电流，从而实现亮度调节的一种方法。

频率调制则是通过调整驱动电路中的频率来控制LED的亮度。

这些特殊的驱动方案在特定的应用领域具有独特的优势，如脉冲宽度调制可以实现高精度的亮度调节，频率调制可以实现低功耗的照明效果。

在选择LED驱动方案时，需考虑LED的工作电流、亮度调节范围、功耗、成本等因素。

同时，还需了解不同驱动方案的特点和适用场景，以便选取最适合自己需求的方案。

此外，还需要考虑驱动方案的稳定性和可靠性，确保LED的长期工作稳定。

综上所述，LED驱动方案在LED照明中起着至关重要的作用。

恰当选择和设计LED驱动方案，能够实现稳定、高效的LED照明，提升照明质量，并带来节能、环保的效益。

led驱动原理LED驱动原理。

LED（Light Emitting Diode）是一种能够发光的半导体器件，它具有功耗小、寿命长、体积小等优点，因此在照明、显示、通信等领域得到了广泛的应用。

而LED的驱动原理则是LED工作的基础，下面我们将详细介绍LED的驱动原理。

首先，LED的工作原理是利用半导体材料的电子能级结构。

当LED两端加上正向电压时，电子从N区向P区注入，与空穴复合，释放出能量，从而产生光子，即发光。

因此，LED的驱动电路需要提供合适的电压和电流，以确保LED正常工作。

其次，LED的驱动电路一般包括恒流驱动和恒压驱动两种方式。

恒流驱动是通过控制电流大小来驱动LED，保证LED工作在恒定的电流下，从而保证LED的亮度稳定。

而恒压驱动则是通过控制电压大小来驱动LED，保证LED两端的电压稳定，从而保证LED的工作电压不会超过其额定值，延长LED的使用寿命。

另外，LED的驱动电路还需要考虑到电路的稳定性和效率。

稳定性是指LED在不同工作环境下能够保持稳定的亮度和颜色，而效率则是指LED的光电转换效率，即LED发出的光功率与输入电功率的比值。

因此，LED的驱动电路需要具备良好的稳定性和高效率，以满足LED在不同应用场景下的需求。

此外，LED的驱动电路还需要考虑到保护功能。

由于LED是一种比较脆弱的器件，对于过电流、过压、过温等情况需要进行保护，以避免LED受损。

因此，LED的驱动电路一般会加入过流保护、过压保护、过温保护等功能模块，以确保LED在各种情况下都能够安全可靠地工作。

最后，LED的驱动电路还需要考虑到调光和调色的功能。

调光是指通过控制LED的亮度来实现不同光照需求，而调色则是指通过控制LED的颜色来实现不同的光照效果。

因此，LED的驱动电路需要具备调光和调色的功能，以满足不同应用场景下对于光照的需求。

综上所述，LED的驱动原理涉及到LED的工作原理、驱动方式、稳定性和效率、保护功能以及调光调色功能等多个方面。

led灯驱动器原理LED灯驱动器原理LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，具有低功耗、高亮度、寿命长等优点，因此在照明、显示、指示等领域得到广泛应用。

而LED灯驱动器则是将电能转化为适合LED工作的电流和电压的装置，起到控制和保护LED灯的作用。

LED灯驱动器的基本原理是通过提供恒定的电流或电压来驱动LED 灯。

常见的驱动方式有恒流驱动和恒压驱动两种。

恒流驱动是指在驱动LED灯时，通过控制电流使其保持恒定。

由于LED的亮度与电流成正比关系，因此恒流驱动可以确保LED灯的亮度稳定。

恒流驱动器通常由一个恒流源和一个电流调节电路组成。

恒流源可以是电流源电路或电压源电路，电流调节电路通常是一个电流反馈控制回路，通过调整电流源的输出电流来保持恒定的电流。

恒压驱动是指在驱动LED灯时，通过提供恒定的电压使其正常工作。

由于LED的工作电压是固定的，因此恒压驱动可以确保LED灯的正常工作。

恒压驱动器通常由一个恒压源和一个电压调节电路组成。

恒压源可以是电压源电路或电流源电路，电压调节电路通常是一个电压反馈控制回路，通过调整电压源的输出电压来保持恒定的电压。

LED灯驱动器还可以根据需要进行调光控制。

调光控制可以通过改变驱动器输出的电流或电压来实现。

常见的调光控制方式有PWM调光和电流调光。

PWM调光是通过改变驱动器输出的脉冲宽度来改变LED灯的亮度，脉冲宽度越大，LED灯亮度越高。

电流调光是通过改变驱动器输出的电流来改变LED灯的亮度，电流越大，LED灯亮度越高。

除了恒流驱动和恒压驱动外，还有一种常见的驱动方式是恒功率驱动。

恒功率驱动是指在驱动LED灯时，通过保持输出功率恒定来控制LED灯的亮度。

恒功率驱动器通常由一个恒功率源和一个功率调节电路组成。

恒功率源可以是功率源电路或功率源电路，功率调节电路通常是一个功率反馈控制回路，通过调整功率源的输出功率来保持恒定的功率。

LED灯驱动器的原理是通过提供恒定的电流或电压来驱动LED灯，并通过调光控制来实现LED灯的亮度调节。

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。

LED驱动技术原理超高亮LED的特性下图为正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线，由曲线可知，当正向电压超过某个阈值(约2V)，即通常所说的导通电压之后，可近似认为，IF与VF成正比。

见表是当前主要超高亮LED的电气特性。

由表可知，当前超高亮LED的最高IF可达1A，而VF通常为2～4V。

由于LED的光特性通常都描述为电流的函数，而不是电压的函数，光通量(φV)与IF的关系曲线，因此，采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。

此外，LED的正向压降变化范围比较大(最大可达1V以上，而由上图中的VF-IF曲线可知，VF的微小变化会引起较大的，IF变化，从而引起亮度的较大变化。

所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED 的可靠性、寿命和光衰。

因此，超高亮LED通常采用恒流源驱动。

下图是 LED的温度与光通量(φV)关系曲线，由下图可知光通量与温度成反比，85℃时的光通量是25℃时的一半，而一40℃时光输出是25℃时的1．8倍。

温度的变化对LFD的波长也有一定的影响，因此，良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。

下图是LED的温度与光通量关系曲线。

一般LED驱动电路介绍由于受到LED功率水平的限制，通常需同时驱动多个LED以满足亮度需求，因此，需要专门的驱动电路来点亮LED。

下面简要介绍LED概念型驱动电路。

阻限流电路如下图所示，电阻限流驱动电路是最简单的驱动电路，限流电阻按下式计算。

式中：Vin为电路的输入电压：VF为IED的正向电流；VF为LED在正向电流为，IF时的压降；VD为防反二极管的压降(可选)；y为每串LED的数目；x为并联LED的串数。

由上图可得LED的线性化数学模型为式中：Vo为单个LED的开通压降；Rs为单个LED的线性化等效串联电阻。

则上式限流电阻的计算可写为当电阻选定后，电阻限流电路的IF与VF的关系为由上式可知电阻限流电路简单，但是，在输入电压波动时，通过LED的电流也会跟随变化，因此调节性能差。

发光二极管是一种电流驱动器件，其亮度随通过发光管的电流变化。

因此，驱动发光二极管的电源变换装置实际上就是一种电压/电流变换器，它可以把各种电压都转换成满足发光管工作要求的电流。

目前完成这种转换的电路形式有许多种，但归纳起来可以分成3种类型：一、直接电抗器件限流方式变换器。

这种方式是在电源线里直接串联电抗性元件组成的限流电路，小电流时常用电容元件，大电流时可以用电感元件，这种方式的优点是限流电路简单，其缺点一是功率因数低，无功损耗大。

二是对电源干扰的隔离性差，发光管易损坏。

三是在很多情况下体积大不便于安装。

这种方式在只计较驱动器的价格不考虑灯的总体性能的情况下有一定应用。

如市场上有许多小功率LED灯泡就是用电容限流的方式驱动的，考察功率因数就会发现其无功功率比有功功率大好几倍。

二、通用开关电源加外部有源/无源限流元件的变换器。

这种驱动方式使用普通的开关稳压电源再在外部加电阻或者有源器件限流，保持流过发光二极管的电流相对稳定。

这种驱动方案体积大，效率低，成本高。

一般的小功率开关电源的变换效率大约是70%左右，再加上外部限流元件的损耗，总的驱动效率一般都低于60%，使半导体照明节能的优势消失，并且也无法生产出小巧美观的一体化半导体灯具。

三、用专用的发光二极管驱动器。

这种方式是真正能发挥半导体照明优势的驱动方式。

专用的发光二极管驱动器是针对发光二极管的特点设计的器件，充分的利用了发光二极管自身的特性，使驱动器结构简洁，变换效率高，工作稳定性好，制造成本低，体积小巧。

可以生产出性能优异的半导体灯具。

大量生产半导体灯时应该使用这种驱动方案。

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关于发光二极管LED的两种驱动方案解析为控制亮度，发光二极管(LED)需要恒定电流。

把一只电阻器与一组LED串联即可实现此点。

由于一组LED的电压和供电电压都可能发生改变，因而必须使用专用的LED驱动保证电流的精准。

以下两种方案使用广泛：线性恒流LED驱动器和步进降压开关式转换器，它们均有各自的优势和劣势。

线性驱动是简单的方案，所需元件极少且基本无噪音。

但是，其耗散的热量和供电电压与LED正向电压之差成正比。

为防止过热，其封装可能需要在PCB上额外划分一个散热区，这就增加了所需PCB的成本和数量，同时也增加了驱动IC因热关断，从而关闭LED的风险。

LM393比较器监测LED串的低侧电压，并使能降压稳压器(CAT4201)或线性稳压器(CAT4101)。

如果此驱动被置于LED旁，额外的热量会使LED以更高的温度运行，从而减少其寿命。

降压(或buck)转换器效率高，产生的热量很少，但是开关式方案需要一只电感和一个肖特基二极管。

这个方案也会产生噪音，尤其是当供应电压快降至LED正向电压时。

在汽车应用中，射频干扰(RFI)是一个重要的考虑因素。

建议在开头式转换器前面置放EMI/RFI 滤波器，以阻止高频转换产生的噪音返回电源，因为它有可能干扰到AM/FM波段收音机等设备。

在降压变换器性能不良，用尽余量时，线性驱动器的运行则是的。

为避免劣势，发挥两种方案的优势，可以采取将线性与降压相结合的方案，在保证效率的同时将转换噪音降至。

理想情况下，电池电压的波动幅度很大。

如汽车应用场景下(8v 至17v)，线性/降压驱动器能提供所需的较低噪音运行环境和较高的效率。

当应用电压升至限值以上时，LED驱动器则转换为降压模式，从而避免线性驱动器过热。

本文中的电路可单独选择每个LED驱动器在开关模式和线性模式之间切换时的可调电压阈值，并有额外迟滞以确保转换顺利进行。

图1显示的原理图采用了安森美半导体公司的CAT4201 350-mA降压驱动器，以及CAT4101 1A恒流LED驱动器，图中也显示了逻辑比较器。