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1、中国计量学院目录一、LED及其特点二、LED电源技术三、LED电源设计要点LED及其特点什么是LEDLED是一种固体光源,当它两端加上正向电压，半导体中的少数载流子和多数载流子发生复合，放出的过剩能量将引起光子发射。采用不同的材料，可制成不同颜色有发光二极管M反向死区LED伏安特十LED的伏安特性LED是一种可发光的二极管，除了具有发光特性外，还具有普通半导体整流二极管的特性。LED的伏安特性曲线可以划分为正向特性区、反向特性区和反向击穿区LED及其特点LED的伏安特性1反向死区nnHI;!nnnn穿区/LED伏安0A段：正向死区VA为开启LED发光的电压。比如红色（黄色）LED的开启电压一般
2、为0.2-0.25VcAB段：工作区在这一区段，一般是随着电压增加电流也跟着增加，发光亮度也跟着增大。但在这个区段内要特别注意，如果不加任何保护，当正向电压增加到一定值后，那么LED的正向电压会减小，而正向电流会加大。如果没有保护电路，会因电流增大而烧坏发光二极管。0C段：反向死区LED加反向电压是不发光的（不工作），但有反向电流。这个反向电流很小，一般在几pA之内CD段：反向击穿区LED的反向电压一般不要超过10V,最大不得超过15V,否则就会出现反向击穿，导致LED报废。LED的基本特性(1) 单向导电;(2) LED有门限电压。LED的门限电压和正常工压降与LED的光色有关；(3) 具有
3、非线性的伏安特性曲线，电流与电压不(4) LED光通量随电流增大而增加，但不成正比(5) 对温度敏感，结温升高时，光输出减少，正低；(6) 离散性较大LED及其特点LED的基本工作条件（1）输入直流电压不低于LED正向压降；（2）采用直流电流或单向脉冲电流驱动；（3）对LED电流加以限制，以防止LED损坏；（4）由于LED电流与其光通量之间的非线性关系在光效比较高的电流值下工作；（5）优良的散热设计。LED伏安特性的温度:为什么LED要使用恒流源?LED的伏安特性并不是固定的，是随着温度而变化的，所以在恒压供电时，LED电流随温度变化而变化，因为LED的伏安特性具有负温度系数的特点。二LED电
4、源技术LED在应用中的配置形势及特点LED的配置形势取决于多方面的因素,二求、LED的参数与数量、输入电压、散热纟和二寸与布局限制等。注在实际应用中，往往需要将多个LED#:,列组合起来。LED电源技术常见的连接形式1串联V+:乜4简单串联LED电源技术LED电源技术常见的连接形式2并联LiiL3L2L1简单并联独立匹酝LED电源技术常见的连接形式3混联V+先串后并先并后串C畑LED电源技术常见的连接形式连接形式优点串联简单串联电路简单，LED电流相同，亮度一致带旁路串联电路简单，可靠性高，LED电流相同，亮度一致简单并联电路简单，驱动电压低并联独立匹配并联可靠性好，单个LED保护完善混先并后
5、串可靠性较高，总体效果较高，适用范围较广联先串后并LED电源技术LED电源输入LED的原始电源不外乎两种：一琵是市电。但提供给用户或者产品的供电种；低压直流：电池、低压电源；咼压直流：咼压电源；低压高频交流：电子变压器等；咼压低频父流：市电；低压低频交流：LED电源技术直流输入方式下的LED驱动技术一、线性稳压器传统线性稳压器LDO稳压器二、开关型DC/DC变换器降压(Buck)变换器升压(Boost)变换器降压-升压但uck-Boost)变换器LED电源技术LED电源技术直流输入线性稳压器线性稳压器普通线性稳压器特点：输入输出电压之差一般要求为4-6V,导致电源效率底下。如右图，PjC=(1
6、7-9)V*350mA=2.8WPR1=0.35*0.35*5.7=0.7W效率=P|ed/(Pic+PR1+Pled)=0.43直流输入线性稳压器线性稳压器LDO稳压器针对传统线性稳压器存在的问题，1落(LowDropOut)集成稳压器发展T谓低压差是指输入输出电压之差比传马压器要小得多，所以效率远远优于传纟了压器，因此在便携式电子产品和电池0源系统中大量使用。直流输入a开关型DC/DC变换器开关型DC/DC变换器开关型DC/DC变换器按照输入输出电上分为三种：降压但uck)变换器升压(Boost)变换器降压升压(BuckBoost)变换器LED电源技术直流输入开关型DC/DC变换器升压变换
7、器原理半控制器驱动S导通时，D截止，L中的电流不链只能从零开始缓慢线性增加，并且电源在L中储彳夕咆流通过L和S返冋到电源负端。在此过程中,电容C给负载供电S截止时，JL的感应电动势（左负右正）使D正卩而导通，L释放所储存的能量，电流逐渐减小。；程中，电感器L中的储能与顺极性的输入电圧共卩载供电，同时对C1进行充电.直流输入a开关型DC/DC变换器升压型LED驱动器VIN3Vto5VoffR5FT5L16.8pHD1VINSWCAT37SHDNFBGND-J-C2R16.340LED电源技术LED电源技术市电供电下的LED驱动目前LED在应用中大多利用交流市电电源供电求在直流低电压下工作，采用市
8、电电源供电，！当的电路拓扑将其转换为符合LED工作要求的產非隔离:是指在负载端和输入端有直接连接，触衣的危险电容降压高压芯片恒流隔离：隔离是指在输出端和输入端有隔离变压曽大大好于非隔离变压器降压PWM式恒流市电输入非隔离电容降压电容降压简易电源的基本电路如图。C1为降压电容器，同时具有限流作用,D3是AC220VO.luFLED电源技术稳压二极管，R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。通过C1的电流lei为：IcVac!2PIJacC220V,50Hz条件下，Ici=69(LED电源技术市电输入非隔离电容降压LED电源技术电容降压LED驱动电路的特点电容降压电路的优点是体积小、成本低,点是带负载
9、能力有限，效率不高，输出电压P网波动而变化，使LED亮度不稳定，所以只应用于对LED亮度及精度要求不高的场合。市电输入非隔离高压芯片恒流原理分析:Universalinput以9910为例，就是在电源工作的原边回路,设定一个电流阀值.当原边MOS导通,此时电感的电流是线性上升的，当上升到一定值的时候达到这个阀值就关断电流,下一周期再由触发电路触发MOS导通.LED电源技术市电输入非隔离高压芯片恒流高压芯片恒流电路特点电路简单，所需元器件少，但恒流精度不高，-失控，会烧毁LED灯串。LED电源技术市电输入A隔离:变压器降压变压器降压LED驱动电路1、变压器降压整流滤波2、采用线性稳压器的变压器降
10、压3、采用集成电流源的LED驱动电路变床器降斥和全波整流、电容滤波LED驱动电路LED电源技术市电输入隔离变压器降压变压器降压LED驱动电路特点采用工频变压器，转换效率低，另外限流电阻上消耗功率较大，电源效率很低。LED电源技术市电输入隔离PWM控制方式开关电源LineVortageInputFKerSwitch%DZOO&FH?fPWM控制方式开关电源主要有四个部分组成，输入整流滤波、输出整流彷PWM控制单元，开关能量转换。LED电源技术市电输入隔离PWM控制方式开关电源PWM控制方式开关电源特点：效率高，一般可达80-90%,输出电压、电稳定，可加入各种保护，属于可靠性电源。丿比较理想的L
11、ED电源LED电源设计要点根据电网的用电规则和LED驱动电要求，在选择和设计LED驱动电源时耍亍几点高可靠性：特别是对LED路灯的驱动电源，安装在星修不方便成本也高；高效率：LED是节能产品，电源的效率要高，特别肯灯具内部的电源更为重要，因为LED的发温度的升高而降低。电源效率越高，损耗衣内发热量小，可以降低灯具内温升，对延纟利；LED电源设计要点功率因数：功率因数是电网对于负载的要求，一般:器没有功率因数的要求，小功率的低功率因数负载刁话，会对电网造成较严重的污染；驱动方式:主要有两种，一个是多路恒流，一个唯流，每个恒流源给一路LED串供电；还有一个是直扌:联或者井联运行。LED电源设计要点
12、浪涌保护：浪涌电流是指电网中出现的短时间象电压引起的大电流。当某些大容量的电气设备接通互由于电网中存在电感，将在电网产生“浪涌电压”，涌电流。LED由于本身特性的原因，抗浪涌能力较差，特别扌力，因此加入浪涌保护电路非常必要。保护电路：除常规的欠压保护、过压保护、过流伪入温度反馈电路，因为LED温升对寿命及发光效率者止LED温度过高对LED寿命及延长光衰有利。LED电源设计要点符合安规及电磁兼容的要求安规就是安全规范，目前是指电子产品在设计中必勿规范。安规的特点是：安规强调对使用和维护人员的保护,电子产品方便同时，不让电子产品给我们带来危险,备部分或全部功能丧失。安规是使用安全规范来考记使产品更
13、加安全。电磁兼容（英文:ElectromagneticCompatibility,简电学中研究意外电磁能量的产生、传播和接收，以z引起的有害影响。电磁兼容的目标是在相同环境下,象的不同设备都能够正常运转，而且不对此环境中白生难以忍受的电磁干扰之能力。LEDR光灯电源设计要点在设计LED日光灯电源以前，应了解LED本庁灯结构特点：1、LED的工作电流：一般LED的额定工作电流20毫安，设计2上工作发热很严重，经多次对比试验，设计成1618毫安是路并联的总电流=17*N2、LED的工作电压：一般LED的推荐工作电压是3.0-3.5V,在压时，一般取单颗为3.125V。M个灯珠串联的总电压=3.仁3、LED日光灯电源与灯板的匹配：首先考虑设计电源，再设十能够最大限度的发挥电源的效率。LED日光灯电源设计要点pLED日光灯电源设计要点4、LED灯板的串并联与宽电压的关系
