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led开关电源十篇

时间：2023-04-07 07:18:04

led开关电源

led开关电源篇1

摘要：根据高可靠性LED主要性能要求，分别从防浪涌设计、EMC设计、高频变压器设计、主IC选择等方面提出满足LED高可靠开关电源的解决方案，根据VIPER22A设计LED开关电源的运用线路图，绘制PCB版图，并对关键工艺提出解决办法，最后通过主要参数的测量验证该产品满足要求。

关键词：高可靠性；开关电源；节能

中图分类号：TN312+.8文献标识码：B

12V18W LED Switch Power Design

CHEN Tian-rong

（Xiamen Hualian Eiectronics Co.ltd ，Xiamen361006,China）

Abstract: Based on the main driver LED power performance requirements and design from against surge, EMC design, high frequency transformers, IC design, selection of high reliable drive LED switch solutions, according to VIPER22A design the switch power for the LED by the circuit diagram and draw the PCB layout, and the key technology solutions, and finally the main parameters through measuring the products meet the requirements.

Keywords:high reliability；switch power；energy saving

前言

随着人们生活水平的不断提高，人们对生存环境质量要求也越来越高，对电器照明产品提出了更高的要求。LED半导体照明产品由于绿色节能，近几年得到迅速发展，尤其在能源电力紧缺的当前形势下，高效节能已成为目前各行业发展的追求目标。LED半导体照明已在交通信号、显示屏等领域广泛应用，也在背光源、夜景装饰照明、汽车警示等领域得到迅速发展，特别是近两年来LED在民用照明领域也开始大有作为。

本产品设计主要为LED夜景装饰产品设计，作为室外LED夜景产品的电源驱动，且能高可靠地运行，成本低。

1主要技术性能指标要求

额定输入电压频率：180VAC~240VAC 50Hz/60Hz

额定输出电流：1.5A

额定功率：18W

输出电压：12VDC

防水等级：IP65

转换效率：输出大于1A时不低于80％

2系统设计与实现

为实现上述技术指标，本项目采用了新型高智能化元器件，减小二次整流器件的损耗，并选用高效功率铁氧体（Mn-Zn）材料，以提高在高频率和较大磁通密度（Bs）下获得高的磁性能，从而实现高频化。同时采用先进电路技术、防水环氧灌封等技术，使得本项目产品能实现稳定、高可靠、高质量。

2.1防浪涌设计

浪涌对所有的电子设备和数据系统都有潜在的危害。它是隐伏的，不可见的，不可预测的，极端危险并且后果不可想象。实际浪涌的幅值一般较雷击电流小，但前者可能会造成和后者同样的损坏。考虑到本产品所处场合为中等暴露程度，选择瞬变抑制器件。

2.2EMC的设计

（1）滤波器

滤波是一种抑制传导干扰的方法，在电源输入端接上滤波器，可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害，也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元，在系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。它不仅可抑制传输线上的传导干扰，同时对传输线上的辐射发射也具有显著的抑制效果。在滤波电路中，选用穿心电容、三端电容、铁氧体磁环，能够改善电路的滤波特性。适当的设计或选择合适的滤波器，并正确地安装滤波器是抗干扰技术的重要组成部分，具体措施如下：

在交流电输入端加装电源滤波器，其电路如图1所示。图中Ld、Cd用于抑制差模噪声，一般取Ld为100～ 700μH, Cd取1～10μF。Lc、Cc用于抑制共模噪声，可根据实际情况加以调整。

所有电源滤波器都必须接地，因为滤波器的共模旁路电容必须在接地时才起作用。接地方法是除了将滤波器与金属外壳相接之外，还要用较粗的导线将滤波器外壳与设备的接地点相连。接地阻抗越低滤波效果越好。

滤波器尽量安装在靠近电源入口处。滤波器的输入及输出端要尽量远离，避免干扰信号从输入端直接耦合到输出端。

在电源输出端加输出滤波器。加装高频电容，加大输出滤波电感的电感量及滤波电容的容量，可以抑制差模噪声。

（2）变压器高频防护

在高频变压器的原边、副边、开关管的C、E极间以及在输出整流二极管上加装RC吸收网络。

3控制IC的选择

开关电源使用的IC中设计时选用DIP封装的VIPER22A，在单电源电压180~265VAC范围内，功率处理能力可以达到20W，能满足设计要求。图2为VIPER22A内部结构示意图，采用ST 的IPOWER M0-3 高压专利技术，利用一个P 型掩埋层的方法，在同一颗芯片上整合了一个专用电流式PWM 控制器和一个高压功率场效应MOS 晶体管。这种方法可以减少IC元器件的数量，简化电路板设计，降低系统成本。其一般特性有:（1）自动热关断；（2）高压启动电流源；（3）防止输出短路导致击穿故障的HICCUP模式；（4）保证低负载条件下低功耗的突发模式。

通过图2可以看出，功率级是由含有一个快速比较器的电流式结构驱动的，驱动电流来自 NMOS sense 和feed-back (FB) 两个引脚。比较器输出连接到消隐时间模块，以确保导通时间最短。只需一个外部振荡器，即可将开关频率固定在60kHz，从而不再需要其它的外部组件。其它的内部模块是内部电源稳压器和过热检测器，前者在VDD 引脚上能够支持45V，后者在170°C （典型值）时提供热关断功能。

该产品的系统控制是一个电流模式结构，在这个结构中，N-MOS 感应电流和FB 电流汇合在电阻器R2 上。电阻R2上的电压取决于这个电流值的大小，然后，这个电压值与一个内部固定的参考电压 (0.23V)比较。比较器的输出用于驱动场效应MOS 晶体管，因此，开关频率取决于反馈电流和Id 电流值的大小。在这个应用中，反馈回路的实现方法是通过一个光耦合器利用输出电压驱动这个FB 引脚，以保证输入与输出之间的绝缘。监视VDD 电压的是一个磁滞比较器，它能够管理启动电流生成器。事实上，只要VDD 电压值大于VDDON 的电压值，比较器就会导通，并给VDD 电容器充电。一旦达到这个条件，功率场效应MOS 晶体管就立即开始开关操作。突发模式工作原理是跳过相同的开关周期，以便在负载减弱时降低功耗。

4高频变压器的设计

根据线路要求设计反激型脉冲变压器：

5LED开关电源运用线路图

根据上述考虑要素以及VIPER22A结构性能，而设计的LED使用开关电源的线路图如图4所示。本电路根据需要一个12V电压1.5A电流输出,最大功率处理能力是18W。该解决方案的二次侧反馈是一个隔离式的逆向拓扑结构。输出经过TL431(可控分流基准)反馈并将误差放大，TL431驱动光耦PC817，并通过光耦感应得到反馈电压，调整电流模式的PWM控制器的开关时间，从而得到稳定的直流电压输出，并确保输入和输出完全隔离。

6设计PCB板图

PCB制作时采用单面阻燃纸板，丝印在元件面，如图5所示。焊点面采用镀金工艺。尺寸大小：130mm*37mm*1.6mm。

7关键工艺的解决

7.1爬电距离设计

为了有效解决由于PCB小型化而造成输入级间爬电距离不足问题，设计时当爬电距离小于2mm时应加大于1mm镂空刻槽。如图6 所示。

7.2散热

由于本机在考虑设计成本、产品结构以及户外使用特点。电路中整流二级管需外焊接10mm×20mm×0.6mm铜片加大散热面积，如图7所示。主芯片VIPER22A外加8mm×20mm铝散热片加大散热面积，如图8所示。

7.3灌封

根据本开关电源的使用室外环境满足IP65防水等级及内部结构的要求，选用常温固化8002A/B双组份环氧树脂,使用时混合比例A:B=100:20(重量比)。常温25℃条件下，24hr固化或60℃条件下2hr固化。该环氧树脂满足以下要求：(1)能承受冷热环境交变产生的应力；(2)能承受线路运行时的温度；(3)能承受短路时的热应力；(4)树脂固化时放热小,适用于浇注。灌注工艺好，灌封后具有粘接性高，收缩率低于0.66%，耐热性好，价格低廉。体积电阻大在常温25℃下大于4.6×1014ohm-cm3，表面电阻在常温25℃下大于1.7×1013ohm，耐电压在常温25℃下16~18kV/mm。灌封后，起到防水、防腐蚀、防震等作用，提高整机使用性能和稳定参数。

8参数性能的测试结果

8.1本机产品在额定电压范围不同输入电压情况下，输出电流的变化效率的测量结果，如图9所示。

结论：产品要求本机在正常电流输出大于1.0A时电源的效率大于80％，本设计满足要求。

8.2本机产品温升测试结果如图10所示。

结论：在25℃下，本开关电源的温升为55.5℃-25.0℃=30.5℃，符合要求。

8.3电源端子骚扰电压测试（检验依据：GB17743－1999）

结论：检验结果符合GB17743－1999要求。见图11。

9结束语

本产品经过样品到大批量生产，中间经过多次优化改进，生产效率高，生产合格率水平达到99％以上，质量稳定。在夜景工程上运用性能稳定，质量可靠性，失效率在千分之二以下，满足高可靠、节能、防水的设计目标。

参考文献

［1］张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计［M］.北京:电子工业出版社,2006.

［2］[日]长谷川彰著, 何希才译. 开关电源的设计与应用［M］.北京:科学出版社,2006.

［3］[美]Keith billings 著, 张占松、汪仁煌谢丽萍译.开关电源手册［M］.北京:人民邮电出版社,2006.

［4］[美]Abraham I.Pressman著,王志强等译.开关电源设计［M］. 北京:电子工业出版社,2005.

［5］徐士佐主编.中小型电源变压器和电抗器(第二版)［M］.上海:全国电子变压器行业协会,2007.

[6] 何可人周小竞徐士佐编著.开关电源变压器设计工艺和实例［M］. 上海:全国电子变压器行业协会,2008.

led开关电源篇2

【关键词】LED；电源；驱动技术

1 引言

LED光源作为绿色、节能、省电、长寿命的第四代照明灯具而异军突起、广受关注、如火如荼地迅速发展，2012年更是LED大规模进入室内和家庭照明的第一年，也是民用LED开始的第一年。作为民用产品对产品的性能、价格、可靠性提出了更为严格的要求。一方面要求LED的发光效率不断提高、价格逐年不断降低，以10瓦灯具为例，2008年光源价格为60—80元，驱动价格为18元，到2012年光源价格降到10—20元，而驱动电源价格仍大于13元，电源价格已与光源相当，可以肯定，2013年以后，灯具中光源成本将低于驱动价格。另一方面，对于LED的恒流驱动电源也提出了很多要求，在一般人的心目里，LED本身的寿命已经是非常高了，但是实际的寿命却是非常低，往往是由于电源寿命低而引起。而电源的寿命往往取决于电解电容的寿命。

综合以上两方面的分析LED灯具驱动电源的成本和驱动电源的可靠性已经成为制约LED灯具推广普及的最大瓶颈，因此开发低成本、高可靠性、长寿命的新型驱动方法已成为LED灯具发展的重点。

2 未来LED驱动应该具备的特点

根据目前LED灯具发展及推广过程中碰到的问题，总结出未来LED灯具驱动必须具备一下特点：

2.1长寿命，LED光源的寿命公认可达到10万小时，作为跟LED配套使用的驱动电源也应该具有相匹配的寿命，才能保证LED的整灯寿命达到10万小时，因此要求驱动电源必须采用固态半导体器件，不能使用电解电容等寿命短的器件。

2.2 低成本，LED灯具的成本主要由光源和驱动成本决定，LED光源的成本逐年降低，并且以后还有很大的下降空间，但是目前采用传统开关电源方案的LED驱动电源的成本受器件成本的限制，未来已经没有下降的空间，因此必须开发新的驱动技术，降低驱动电源采用的器件数量和整个驱动的成本。

2.3 小体积，在室内照明灯具中，LED球泡灯、射灯、日光灯、筒灯等大多灯具其内部安装驱动的空间体积非常有限，因此要求LED驱动电源体积要非常小。

2.4 耐高温，由于LED光源在发光过程中，能量的70%---80%转换为热能，一般LED灯具的驱动都内置在灯具内部，而灯具的外壳温度大多都为50℃以上，其内部温度大多都超过60℃，因此LED驱动电源长期工作在环境温度为60℃以上的高温环境中，所以LED驱动电源必须具备耐高温的特性。保证LED驱动在高温环境下的可靠性。

2.5 高效率，LED灯具作为节能产品，驱动的效率决定了整个灯具的能量转换效率，因此LED驱动必须具有很高的转换效率保证LED灯具的节能特性。

2.6 高功率因数，随着LED灯具的大量普及，大量功率因数过较低的灯具使用导致电网的无功功率变大，对输电线路的损耗增大，因此未来LED灯具国家标准出台肯定会限制低功率因数的灯具的推广销售，因此未来灯具的驱动电源必须选择功率因数较高的方案。

2.7 生产方便适合自动化生产，光电一体化模组设计使得灯具的安装非常方便，并且也适合大批量自动化生产，因此将LED驱动电路和光源设计成一体化方案将是未来LED发展的一个方向。

3 IC驱动技术的发展现状

根据以上LED驱动必须具备的技术特点，分析几种省掉传统开关电源采用IC直接驱动LED的新技术产品特点；

3.1 韩国汉城半导体公司即今天的首尔半导体早在2005年已发明可以用交流直接驱动使其发光的ACLED驱动技术，它将LED驱动电路做成集成IC，并且跟LED光源设计在一块电路板上，直接接入交流220V就可以正常工作，并且驱动电路和光源采用混合连接方式，可以使得整灯功率因数达到0.95以上，驱动效率为90%，驱动电路只有两个IC，无需外接任何器件，也没有电解电容，大大降低了驱动电路的成本，并且驱动电路和光源都为半导体器件寿命相匹配，可达到10万小时。光电一体化模组式的设计，使得整灯生产成本降低，并且适合大批量自动化生产。图1为首尔半导体光模组的驱动电路图和产品图片，图2为首尔半导体光模组输入电压和电流的波形图

3.2 美国硅谷的ExClara公司提出了一种方案可以接近地解决这个问题。因为采用恒流二极管以后，电流只能是平的，所以也就只能用阶梯波来接近正弦波。

这个看起来很简单的事，真要实现可是一件很复杂的事。为了得到这样的电流波形，就必须依次接通具有不同恒流值的LED串。其EXC100芯片具体框图如图四所示。

3.3 美国的Supertex公司也开发了一个可接通4串LED的CL8801。采用4串以后PF可以达到0.98，谐波失真也可以小于20%。它的框图如图五所示。

3.4 为了降低成本，最简单的办法就是把内部的高压MOS开关管拿到外面，用分立元件实现。晶丰的BP5108就是采用这种方法。

在220V时，当整流后电压升到104.7V时，第一串40颗LED开始导通（其电压为134V）；当电压再增加34.89V时，第二串23颗LED开始和第一串LED串联并导通（其电压为76V）；当电压再增加25.21V时，第三串23颗LED再串入并导通（其电压为76V），最后三串LED都以30.8mA的最大电流导通（额定电流为20mA）。因为这时候电流的波形比较接近正弦波，而且和电压波形同相，所以功率因数可以高达0.968，效率也可以有90.6%。

以上列举了四个公司开发的新的LED驱动技术，都省掉了传统的LED驱动电源，利用集成IC芯片驱动LED工作，使得LED整灯的成本大幅降低，并且驱动器件寿命和LED寿命相匹配。在设计灯具时可以利用IC芯片体积小的特点，将驱动电路和LED光源设计成一体化的结构，实现LED灯具的模组化，方便大批量生产。

4 小结

目前LED的发展受到灯具成本、可靠性等关键指标的影响，推广普及缓慢，并且很难进入民用市场，被广大普通老百姓所应用，只有寻求新的驱动技术，本文阐述了几种新的LED驱动技术，解决了LED目前采用开关电源驱动方式所带来的重大问题，使得LED灯具的成本大幅降低、可靠性提高。采用这种驱动技术将加快LED照明的迅速发展普及。因此采用IC驱动技术也将成为未来LED驱动的一个发展方向。

参考文献：

led开关电源篇3

关键词：LED；LED阵列；散热；驱动电路

中图分类号：TQ173.73+1文献标识码：A/

ED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。/ED的心脏是一个半导体的晶片，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起/子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。

2．白光LED照明新光源的应用前景

随着社会的进步，能源紧张成为一个不争的事实，人们在节约和开发新能源上大做文章。普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜，但光效低（灯的热效应白白耗电），寿命短，维护工作量大，但若用白光LED作照明，不仅光效高，而且寿命长，几乎无需维护。目前，德国Hella公司利用白光LED开发了飞机阅读灯；澳大利亚首都堪培拉的一条街道已用了白光LED作路灯照明；我国的城市交通管理灯也正用白光LED取代早期的交通秩序指示灯。可以预见不久的将来，白光LED定会进入家庭取代现有的照明灯。

3．LED照明系统的电路设计

LED是电流控制元件，通过流过的电流，直接将电能转变为光能，故也称光电转换器。因其不存在摩擦损耗和机械损耗，所以在节能方面比一般的光源的效率高，但是LED光源并不能像一般的普通光源一样可以直接使用电网电压，它必须配置一个电压转换装置，提供满足其额定的电压、电流，才能正常使用，即LED专用电源。但是各种不同的LED电源其性能和转换效率各不相同，所以选择合适、高效的LED专用电源，再加上合理的电路设计才能真正体现LED光源高效特性。

3.1 LED灯的连接方式

LED负载的连接形式直接关系到可靠性和使用寿命。一般有以下几种连接方式：

1．串联方式：LED采用全部串联的方式，即将多个LED的正极对负极连接成串。将多个LED串在一起，需要电源提供很高的电压。当一只LED的品质不良短路时，分配在剩余的LED两端的电压将升高，驱动器的输出电流会增加，容易损坏余下所有的LED。如果是采用恒流源方式供电，不产生影响。但当一只LED品质不良断开后，串联在一起的LED将全部不亮。

2．并联方式：在并联设计中，需要电源提供较高的电流。该电路具有低电磁干扰、高效率的特点。不会因一个LED断路而引起整个照明系统失效。当某一只LED因为品质不良而断开，如果采用恒流源方式供电，会加大余下的LED的电流。如果采用恒压源的方式，则不影响。说明恒流源方式驱动LED不适合采用并联负载。

3．混联方式：在需要使用比较多的LED时，如果所有的LED串联，将需要LED驱动器输出较高的电压；如果将所有的LED并联，则需要LED驱动器输出较大的电流。将所有的LED串联或并联，不但限制着LED的使用量，而且并联LED负载电流较大，驱动器的成本也会增加。解决的办法是混联方式，所以我们采用的是混联方式。

3.2LED驱动电路性能分析

驱动电路主要有以下几大部分组成，一、整流滤波电流(供电电源是AC源);二、主干能量变换电路;三、开关器件的驱动和智能控制电路;四、反馈网络和助电路。整个驱动电路的性能是由这几部分的综合效果，其中开关器件及其控制电路是决定功能性能的关键。下面简单的介绍一下开关电路及其控制电路。

RCD箝位电路的设计如图3-1所示。

恒流反馈电路的原理与设计。恒流反馈电路是通过采样电阻，把驱动LED的电流信号转化为电压信号，在对采样电压信号进行放大处理后送到控制芯片的反馈端口。

LM358芯片包括有两个高增益、独立的、内部频率补偿的双运放，它的应用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运放的地方使用。所以我们选用放大器LM358实现恒流反馈。如图3-2所示。

电容C1和电阻R4提供环路补偿。采样电阻Rsense一般取0.1Ω，使用运算放大器的限流方式使电流采样电压最小化，从而降低了损耗，使效率提高。R1为TL431阴极提供回路。稳压管D2可以在空载时，实现恒压输出，避免空载时损坏电路。同时在电路板做完后空载上电可以检测电路是否正常。

4．实验结果及展望

LED灯控制电路具有恒流控制、电流控制精度、过压保护、欠压保护、过流保护等功能。就通用室内照明应用，从成本考虑，大多设计功率在20W以内的LED灯管，从不断增长的LED亮度来说20W符合未来LED照明光源发展要求。随着大功率LED普遍在灯光装饰和照明中的普遍使用，功率型LED驱动显得越来越重要。用市电驱动大功率LED需要解决降压和恒流问题，还要有比较高的转换效率，有较小的体积，长时间工作，较低的成本，电磁干扰和功率因素等问题。如果能用交流(AC)直接驱动LED光源发光，系统应用方案将大大简化，系统效率将很轻松地达到90%以上。用ACLED发光省去了成本不菲的AC/DC转换器和恒流源，将展开全新的LED驱动概念。

参考文献

[1] 杨恒.LED照明驱动电路设计与实例精选[M].北京:中国电力出版社2008.1

[2] 叶良修.半导体物理[M]科学出版社1983.6

[3] 何乐年，王忆.模拟集成电路设计与仿真[M]科学出版社.2008.8

led开关电源篇4

1蓝光LED的实用典型电路设计分析

在进行上述电路设计中，为了实现相应的设计目的，专门利用晶振电路以进行高精度频率以及周期的产生，作为内置信号源，然后在多次分频下畸形所需频率的输出脉冲信号生成，以进行频率稳定的脉冲信号获取并进行频率选择。其中，对于分频后的脉冲信号通关脉冲宽度成形电路，在对于脉宽进行调节的情况下，经过电流开关电路，实现大电流脉冲形成，最终驱动LED发光，形成大功率蓝光LED光源驱动电路。如下图1所示，为该大功率蓝光LED光源驱动电路的结构原理示意图。

2蓝光LED实用典型电路的运行实现

根据上述内容可知，该蓝光LED实用典型电路实际上是一种大功率蓝光LED的光源驱动电路，在上述对于该电路的结构运行与原理设计中，明显可以看出，该电路在蓝光LED系统中的运行实现，主要借助了脉冲信号的作用，并在对于脉冲信号的分频处理后，通过特定频宽以及周期的确定，对于信号稳定性进行保证基础上，利用所选择的频率实现对于电路结构中输出电流开光的运行进行驱动，最终实现大功率蓝光LED的驱动。因此，该大功率蓝光LED电路结构中主要包括了信号源电路以及脉冲宽度成形电路、频率选择结构单元、分频电路、输出电流开关以及驱动电路等结构部分，在这些电路结构的共同作用下，对于大功率蓝光LED光源驱动电路的运行需求进行满足实现，驱动大功率蓝光LED运行。

其中，大功率蓝光LED光源驱动电路中，信号源电路结构单元主要利用石英晶体和非对称式多谐振荡器耦合电容进行串联，以形成石英晶体多谐振荡器，在大功率蓝光LED光源驱动电路发挥应有的作用和功能。在信号源电路单元中，石英晶体多谐振荡器的振荡功率主要由石英晶体的固有频率进行决定，它与外接电阻的参数变化之间基本没有关系，而多谐振荡器的耦合电容会对于振荡频率实现微调以及补偿作用，因此，在信号源电路中通过石英晶体多谐振荡器组成内置信号源，能够对于输出的脉冲频率以及周期精确度进行保障，同时使得信号源电路具有较好的稳定性。

其次，在大功率蓝光LED光源驱动电路中，分频电路以及脉冲宽度成形电路作为两个重要的结构单元，在整个电路中也具有同样重要的作用功能。首先，分频电路主要用于将信号源电路中得到的脉冲信号进行分频处理，以得到所需的基准脉冲；而脉冲宽度成形电路则主要有DS1040-100可编程脉冲信号成形器件构成，通过频率选择电路将分频后得到的基准频率输出信号输入到脉冲宽度成形电路中以后，在该电路控制端的控制作用下，进行不同宽度的脉冲信号输出，以满足上述电路设计需求。

最后，大功率蓝光LED光源驱动电路中，驱动电路结构单元主要包括输入保护电路以及EMI抑制电路、直流变换电路、输入整流滤波电路、输出滤波电路、辅助供电电路等，在工作运行中主要通过变压器电感以及瓷片电容进行准谐振工作，具有结构简单、稳定性高的特征。此外，大功率蓝光LED光源驱动电路中国输出电流开关电路结构单元主要是根据脉冲宽度成形电路输出信号，对于大功率蓝光LED进行发光控制，同时驱动信号对于电流开关进行控制实现。如下图2所示，为大功率蓝光LED光源驱动电路中电流开关的电路示意图。

3结束语

led开关电源篇5

关键词：汽车LED照明灯驱动系统设计与仿真

中图分类号：TM923.34 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）03（b）-0119-01

1 汽车LED照明灯及驱动系统的介绍

1.1 LED的结构

由电极、光学系统和PN结芯片组成LED的结构。在LED两电极施加正向偏压之后，使空穴和电子分别注入N区和P区，当不平衡的少数载流子集合时，就运用辐射光子的方式把剩下的能量变换位光能。

LED实际就是一块具有电致发光功能的半导体材料，放在有引线的架上，四周密封时用环氧树脂，有保护内部的芯线的作用。LED的两根引线中较长的一根为正极，应接电源正极。有的LED的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。与白炽灯和氖灯相比，LED的特点是：工作电压低；工作电流很小；抗冲击和抗振性能好，可靠性高，寿命长；通过调制LED的电流强弱可以方便地调制LED的发光强弱。

LED的发光过程有3部分：正向偏压下的复合辐射、光能传输和载流子注入。环氧树脂把半导体芯片封装，当电子流过芯片，负电子运动到正电子的空穴区域并复合，空穴和电子消失随之光子产生。空穴和电子间能量越大，产生光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，在可见的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的能量，从而能够发出不同颜色的光。

1.2 LED照明灯驱动器分类

LED虽然在节能方面比普通光源效率高，但是LED光源却不能像一般的光源一样可以直接使用公用电网电压，它必须配有专用的电压转换设备，提供能够满足驱动LED的额定电压和电流才能使LED正常工作。但是由于各种规格不同的LED驱动器的性能和转换效率不同，所以选择合适、高效的LED驱动器才能真正展现出LED光源高效能的特性。因为低效率的LED驱动器本身就需要消耗大量的电能，所以在给LED供电过程中就无法凸显LED的节能特点。总之，LED驱动器在LED工作中对LED的稳定性、节能性、寿命长短都起着重要的作用。LED按驱动方式可以分为两大类：

恒流式。采用恒流源驱动LED十分理想，缺点是较高的价格。恒流电路虽然不担心负载发生短路，但是禁止负载全部开路，该电路输出的是恒定的电流，输出的直流电压却在一定的范围内发生变化。在应用中药限制LED的使用次数，由于恒流驱动器有承受的最大电压值和电流值。

稳压式。稳压式LED驱动电路在确定各个参数后，输出的电压是固定的，输出的电流却随着负载的增减而变化。稳压式驱动电路虽然不怕负载开路，但是严禁负载完全短路，采用稳压式驱动电路驱动LED需要设置合适的限流电阻。

2 LED照明灯驱动系统的设计与仿真

2.1 分立器件线性恒流LED驱动器

用分立器件设计的线性LED恒流驱动器相对简单。该电路中的VD2提供对晶体管基极的简单温度补偿。LED电流则由下式确定：ILED=VD1/RSET。采用分立器件设计的恒流LED驱动器，虽然电路简单，但与所有低效LED驱动器一样，都存在能量消耗和由电阻产生的发热问题。随着LED亮度的增加，发热会越来越严重。在电流较小、LED正向电压略低于电源电压时，这种类型的稳流方式较为适用。

2.2 开关恒流LED驱动器

开关恒流LED驱动器在一个周期内，RLC（槽电路）被充电。在下一个周期，该电路储存的能量被用于驱动负载或用于增加驱动负载的能量。这种工作模式一般可实现高于80%的效率，在大多数情况下还可达到90%以上。在降压开关恒流LED驱动器电路中，流过LED的电流是连续的，但是交迭的。而整个电路的能耗却是不连续的，该电路可在电源输入侧引发EMI问题，并通过电源线传导。

2.3 升压/降压恒流LED驱动器

汽车照明中要用到升压/降压LED驱动器是因为蓄电池的电压是波动的，在电压波动时，需要保持流过LED的电流恒定，升压/降压LED驱动器能够保证输入电压有多大，保持恒定的电流。这可以确保，当冷启动和负载断电时，保障安全的照明灯保持恒定亮度。此外，要实现LED汽车照明应用的通用性，还需要LED驱动器拓扑结构不同。升压/降压LED驱动器驱动器是理想的高亮度汽车照明系统的选择方案。

2.4 高电压驱动LED

当电源电压很高，而LED的正向压降（VF）与之相比要低10—20倍。对此要实现高效及降低辐射噪声的有效方法是，当电压相差10—20倍时，应选取比电感线圈最高频率低10—20倍的开关频率。

2.5 调光控制

通常情况下。可采用外部RSET电阻、线性调节和PWM调节等技术控制LED亮度。在LED驱动器外部使用RSET电阻的方式缺乏灵活性，无法经行动态调节。线性调节使LED的亮度得到动态控制，但使LED的效率降低，并让白光LED的色彩偏移。相对来说，PWM的调节技术有十分明显优势，如果PWM脉冲是低电平或者高电平，LED输入电流分别是0或者最大，它的导通时间受到PWM引脚输入脉冲的占空比控制。因为LED总是工作于相同的电流条件下，通过施加一个PWM信号来控制LED亮度的做法可以在不改变色彩的情况下实现对LED亮度的动态调节。

3 结语

在汽车内部，有几种采用各种类型LED的“标准配置”照明模块，有些是单个LED，而像导航面板背光照明等另一些应用则需要LED阵列。在外部照明方面，LED也得到了认可。现在超过40%的汽车中央高位刹车灯已采用了红色的LED。可见，LED照明在汽车照明中的应用无处不在，现在还需要加强LED照明的研究，使之更好地运用到汽车的照明中去。

参考文献

[1]刘益宏，屠大维.LED汽车前照灯驱动电路设计与仿真[J].现代电子技术，2011（6）.

[2]黄远鹏，陈德为，谢延兴.大功率白光LED加速寿命试验方法与可靠性评估[J].现代建筑电气，2012（2）.

[3]力维，任豪.LED照明测试技术[J].中国照明电器，2010（6）.

led开关电源篇6

关键词:恒流补偿;源极驱动;馈流供电;Toff时间设定;LED光源阵列

LED光源作为第四代新型节能光源自诞生之时即被用来做各类灯具的发光光源。作为光源的白炽灯其发光效率只有百分之五,而LED光源的发光效率几乎接近百分之八十。LED照明以其高节能、长寿命、利环保的特点成为大家广为关注的焦点。这几年高亮度的LED光源因其制造技术突飞猛进,而其生产成本又节节下降,如今使用LED光源作为高亮度、高效率而又省电、无碳排放的节能照明光源已成为全球的海量需求,一个以制造LED照明灯具的新兴行业正在崛起,产业链正在日益完善,技术正在日日更新。

1BP2808基本工作原理

BP2808 是专门驱动LED光源的恒流控制芯片。BP2808 工作在连续电流模式的降压系统中,芯片通过控制LED光源的峰值电流和纹波电流,从而实现LED光源平均电流的恒定。芯片使用非常少的外部元器件就实现了恒流控制、模拟调光和PWM 调光等功能。系统应用电压范围从12 VDC 到600 VDC,占空比最大可达100%;适用于交流85 V-265 V 宽电压输入,主要应用于非隔离的LED灯具电源驱动系统。BP2808采用专利技术的源极驱动和恒流补偿技术,使得驱动LED光源的电流恒定,从交流85 V - 265 V 范围内变化小于±3%。结合BP2808专利技术的驱动系统应用电路,使得18 W的LED日光灯实用方案,在交流85 V - 265 V 范围内系统效率高于90%。在交流85 V - 265 V输入范围内,BP2808 可以驱动从3 W到36 W的LED光源阵列,因此广泛应用于E14 /E27 / PAR30 / PAR38 / GU10 等灯杯和LED日光灯。

BP2808具有多重LED保护功能包括LED开路保护、LED短路保护、过温保护。一旦系统故障出现的时候,电源系统自动进入保护状态,直到故障解除,系统再自动重新进入正常工作模式。复用DIM引脚可进行LED模拟调光、PWM调光和灯具系统动态温度保护。BP2808采用SOP8封装。

2LED日光灯应用典型方案设计

LED日光灯的LED光源灯条电源驱动方案有很多种,目前非隔离方案因其效率高、体积小、成本低而占主流,而用PWM LED驱动控制器来做LED日光灯驱动电源的又占绝大多数。事实上传统的荧光日光灯都是非隔离方案。

以AC176V - 264V全电压输入为例,采用BP2808为主芯片来设计负载为小功率多颗LED光源多串、多并的LED日光灯时,整个系统方案的设计方框图如图1所示。

全电路由抗浪涌/雷击保护、EMI滤波、全桥整流、无源功率因素校正(PPFC)、启动电压(包括前馈补偿、开机后的馈流供电、驱动变软)、恒流补偿、PWM控制、源极驱动、LED光源阵列,以及采样电阻、Toff时间设定、储能电感、续流二极管等各部分组成。

LED光源阵列设计为0.06 W白光LED(SMT或草帽灯) 24个串联、12串并联的方案,驱动288个小功率WLED,总功率18 W。

18W LED日光灯系统主要参数设定如下:

电源主要参数:

输入电压:Vin = 176 V - 264 V

工作频率: Fin = 50 Hz

单个LED电压: Vled = 3.2 V

单个LED电流: Iled = 20 mA

(实际应用一般选择16-19 mA)

系统效率: η = 90%

功率因数: PFC = 0.9

电感电流纹波系数: ΔIL= 65%

led开关电源篇7

LED照明灯具与传统的照明灯具最大的区别，LED照明灯具是一个完全的电子产品，而传统的照明灯具仅是一个电器产品。因此LED灯具可以很方便地与各种类型的传感器关联，从而实现光控、红外控制等多种自动控制功能。如LED路灯的自动开关，用一个光敏传感器就可简单实现：社区夜间走道和庭院照明，可以用红外传感器采集人类活动信息，自动开闭照明灯具……

LED照明灯具开关自动控制

传感器作为信号采集和机电转换的器件，其机电技术已相当成熟，近几年MEMS(微机电系统)技术兴起又将传感器技术向小型化、智能化、多功能化、低成本化大踏步迈进。光敏传感器、红外传感器等各种类型的传感器都可与LED照明灯具组成一个智能控制系统，传感器将采集来的各种物理量信号转换成电信号，可以经由集成电路化的AD(模数)转换器、MCU(微控制器)、DA(数模)转换器对所采集的信号进行智能化处理，从而控制LED照明灯具开启和关闭。人类可以籍此在MCU上设定各种控制要求，控制LED灯的开关时间、亮度、显色、多彩变幻，从而达到省电节能的目标。传感器与LED灯具组成的系统框图如图1所示。目前的集成电路制造技术已经可以将AD、DA、MCU集成在一个5mm×5mm或更小的封装内，安装在灯具内既不占面积而且十分方便。

光敏传感器与LED灯具组合

风光电LED路灯是一种高度智能化和无人值守的道路照明灯具，利用风力、阳光发电，用蓄电池储能，因此能源的自动管理十分重要。光敏传感器是比较理想的因天亮、天暗(日出、日落)时照度变化而能控制电路自动开关的电子传感器。图2所示是一种光敏传感器的外貌。图3是光敏传感器的光敏电阻板，它对光线的明暗亮度+分敏感。图4是光电转换的基本原理图。光控LED灯具照明系统工作原理如图1所示。

光敏传感器可根据天气、时间段和地区自动控制商场LED照明灯具开闭。在明亮的白天通过减少其输出功率来降低耗电量，与使用荧光灯时相比，店铺面积为200m的便利店最大可降低s3％的耗电量。寿命也长达约5～10万小时。一般情况下，LED照明灯具的寿命为4万小时左右：发光的颜色也可采用RGB(红绿蓝)多彩变幻的方式，使商场灯光更多彩，气氛更活跃：与配套使用黄色荧光体的原蓝色LED相比，配套使用红、绿、蓝三色荧光体的紫色LED的演色性更高。红外传感器与LED灯具组合

红外传感器是靠探测人体发射的红外线而工作的。主要原理是：人体发射的10um左右的红外线通过菲涅尔滤光透镜增强后聚集到热释电元件PIR(被动式红外)探测器上，当人活动时，红外辐射的发射位置就会发生变化，该元件就会失去电荷平衡，发生热释电效应向外释放电荷，红外传感器将透过菲涅尔滤光透镜的红外辐射能量的变化转换成电信号，即热电转换。在被动红外探测器的探测区内无人体移动时，红外感应器感应到的只是背景温度，当人体进入探测区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异，信号被采集后与系统中已存在的探测数据进行比较以判断是否真的有人等红外线源进入探测区域。

被动式红外传感器有三个关键性的元件：菲涅尔滤光透镜。热释电红外传感器和匹配低噪放大器。菲涅尔透镜有两个作用：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射在PIR上：二是将探测区内分为若干个明区和暗区，使进入探测区的移动物体／人能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。一般还会匹配低噪放大器；当探测器上的环境温度上升，尤其是接近人体正常体温(37℃)时，传感器的灵敏度下降，经由它对增益进行补偿，增加其灵敏度。输出信号可用来驱动电子开关，实现LED照明电路的开关控制。图5是红外传感器外貌，图6是红外传感器内部结构与内部电路图。图7是带红外传感器的LED照明灯具，这是一款E27标准螺口灯头的灯具，其电源适用范围是AC180V-250V(50／60Hz)，红外传感器检测范围大约在3m～15m，其标准产品IFS-Bulb 3w灯具达801m.5W灯具达140 lm。在LED光源模块的中央部分嵌入红外线传感器。一旦红外传感器检测到人的体温，LED电灯泡将会在50s内自动开启与关闭。适用于任何一种室内应用，如走廊、储藏室、楼梯和大厅入口处。

与红外传感器应用相仿的超声波传感器近年在自动探测移动物体中得到更多的应用。超声波传感器主要利用多普勒原理，通过晶振向外发射超过人体能感知的高频超声波，一般典型的选用25 40kHz波，然后控制模块检测反射回来波的频率，如果区域内有物体运动，反射波频率就会有轻微的波动，即多普勒效应，以此来判断照明区域的物体移动，从而达到控制开关的目的。图8是超声波传感器和微处理器组合的应用方案。

超声波的纵向振荡特性，可以在气体、液体及固体中传播，且其传播速度不同；它还有折射和反射现象，在空气中传播频率较低、衰减较快，而在固体、液体中则衰减较小、传播较远。超声波传感器正是利用超声波的这些特性。超声波传感器有敏感范围大，无视觉盲区，不受障碍物干扰等特点，这项技术已经在商业和安全领域被使用25年多了，已经被证明是检测小物体运动最有效的方法。因此与LED灯具组成系统可灵敏控制开关。

由于超声波传感器灵敏度高，空气振动、通风采暖制冷系统及周围邻近空间的运动都会引起超声波传感器产生误触发，所以超声波传感器需要及时校准。

温度传感器做LED灯具的过温保护

温度传感器NTC(负温度系数)做LED灯具的过温保护被比较早的广泛应用。LED灯具如采用大功率LED光源，就必须采用多翼的铝散热器，由于室内照明用的LED灯具本身空间很小，散热问题到目前还是最大的技术瓶颈之一。LED灯具散热不爽的话。会导致LED光源因过热而早期光衰。LED灯具开启后热量还会因热空气自动上升而向灯头富集，影响电源的寿命(图9)。因此在设计LED灯具时，可以在铝散热器靠近LED光源方紧贴一个NTC，以便实时采集灯具的温度，当灯杯铝散热器温度升高时可利用此电路自动降低恒流源输出电流，使灯具降温；当灯杯铝散热器温度升高到限用设定值时自动关断LED电源，实现灯具过温保护，当温度降低后，自动再将灯开启(图10)。

led开关电源篇8

关键词：LED；光源；驱动器；调光；高亮度LED

LED应用像早晨太阳

如果说在低迷的半导体产业中还有一些亮点，LED光源及其驱动器可以算做一个了。尤其在2008年的北京奥运中，光彩夺目的LED灯光秀让全世界都叹为观止，可谓将中国的LED显示技术划下一个完美的惊叹号。

最近几年是LED发展的生长期，主要有几大类应用：1，LED照明应用正如早晨六七点钟的太阳徐徐升起。LED灯具有绿色、节能、长寿命的特点，户外照明的动力来源于政府的节能及环保政策，广告灯饰来自企业买单，因此需求数量庞大，发展可观；室内照明作为千家万户都需要的海量产品，随着LED成本的进一步降低，潜力巨大。2，LED背光应用涉及到从人们日常应用的手机、MP3、NB(笔记本电脑)等便携式产品，到电视等大型消费电子的LCD屏。3，LED汽车照明，主要是车前后灯应用，尤其是高能效汽车的兴起，使之升温。除此之外，还有工业照明、照相机闪光灯等特殊应用。

因此，隶属半导体产业的LED光源及其驱动IC技术发展迅猛。目前全球白光LED光源专利主要掌握厂商为日本的Nichia、TG，美国的Cree及欧洲的Philip和欧司朗。LED产业也不知不觉间进入了我们的视野，成就了很多新厂商，例如Lighthouse(兆光科技)成立只有11年，已经成为垒球领先的LED显示屏供应商，我国LED显示屏制造商北京利亚德(Leyard)为北京奥运会开幕式的画卷搭配了台湾省聚积科技57万块驱动芯片-MB15030，韩国Seoul半导体、Diodes Zetex(注：Diodes收购了Zetex)、Leadis等公司也日益壮大。

“中国的LED市场目前看来还是比较分散，主要集中在标识、信号、移动以及照明应用方面。中国的LED市场份额还比较小，但是在过去几年保持了非常快的增长速度。”道康宁电子产品工业部光学材料全球市场总监Billy Han说，“LED行业的发展相当迅速，特别是在照明领域，而成本的竞争力是非常重要的。鉴于此，预计中国的LED行业将会继续保持高于行业平均的增长速度。”

照明的四个驱动力

・环保节能

LED照明是LED最主要的应用之一。LED照明拥有极高的发光效率，相比传统的白炽灯提高了9-10倍，是传统节能灯的2倍，高压钠灯的1.5倍。“传统的钨丝灯、高放电电流灯泡(HID)和冷阴极萤光灯(CCFL)将会被淘汰，取而代之的是能耗较低、公害较少的LED灯。”美国国家半导体(NS)中国区业务总经理何贤斌指出。因为LED不含任何危险材料，不像CFL在其灯管内部存在有毒的汞蒸气，可谓“绿色环保”。

美国能源部指出：照明所消耗的能量占美国年发电量的22％，因此LED的节能作用颇具意义。LED照明的广泛使用将使此项能耗下降50％。如果客观地考虑到这一点，那么到2027年，LED照明所实现的年度能耗减少量将相当于5亿桶石油，同时还减少了二氧化碳的排放量。

・LED光输出

高功率LED的光输出已经实现了具有重要里程碑意义的100流明／瓦，有的制造商甚至声称其LED光输出达到了120流明／瓦。这意味着就能量效率而言，LED如今已经超越了CFL(其光输出为80流明／瓦)。据预测，到2012年，LED的光输出将达到150流明／瓦。

・LED成本下降

“价格是一个关键的因素，特别是在中国市场。”Diodes Zetex公司亚太区技术市场总监梁后权说。Intersil工业和通信电源部市场行销经理Robert L.Lucas说，目前照明用单LED每个2美元，相比之下，LED的驱动价格倒显得不贵。如果有机会使LED的价格大幅下调的话，LED普及问题可以迎刃而解。Power Integrations公司(简称PI)对此也有同感，市场营销副总裁Doug Bailey.认为普通LED照明市场所面临的主要障碍是，还无法证明其整体拥有成本(TCO)与其他照明产品(白炽灯、卤素灯、LFL／CFL等)相比具有竞争优势。如果你的产品具有非常长的使用寿命(35-50-100K小时)并采用高效驱动器的话，那么问题就解决。效率高出10％、使用寿命为50K小时的10W LED驱动器可以节省10美元的电费。节省的这笔费用可以降低TCO，从而使LED灯的优势凸现出来。

不过，“LED照明的成本下降得非常快。”凌力尔特公司电源产品部产品市场主管Tony Armstrong举例说，“Polybrite公司(一家采用LED技术的照明产品领先供应商)指出：在过去的12个月里，个别白光二极管(某些已被LED灯泡所采用并占据其大部分成本)的价格已经从8美元降至1.50美元。他们进一步预测，在2009年，用LED灯泡替换白炽灯泡的价位将为消费者所接受。”

・应用升温

LED的应用以照明和背光为主，除此之外，还有汽车车灯等应用。

其中，广告灯饰用大型LED显示屏增速最快。据DIGlTIMES的预估，大型LED显示屏用LED产值2008年至2010年分别为11.8亿、16.4亿、23.2亿美元，年增长率分别为34.1％、39％、41.5％，可谓是LED众应用领域当中增幅最显著的产品。

“车载LED照明、户外景观照明和便携产品应用的小尺寸LED背光已经是相对成熟的LED应用领域”，德州仪器(TI)电源产品亚太市场开发部市场营销经理林志彦说，“LED照明市场刚刚起步，将有更大的开拓空间。因此TI从2008年下半年开始部署亚洲LED照明市场。”

高亮LED及驱动技术动向

高亮度LED(HB LED)成为2009年的热门话题，近来在各个领域得到了广泛应用，其中包括LCD背光模组、汽车照明、普通照明以及半导体照明，这些应用使得高亮度LED未来5年的成长前景相当乐观。“我们估计年均复合增长率为20％。”道康宁的Billy说。

高亮度(HB)LED的最新趋势是大功率、更高的流明／瓦特，以及更高的光电效率。Diodes Zetex公司梁后权解释说，白光或暖白光高亮度LED是室内照明的最佳选择，而RGB高亮度LED则适用于装饰及情调照明。高亮度LED的另一个市场是汽车的车头及车尾灯。虽然HID灯及传统的电灯泡仍然主导该市场，不过高亮度LED应用拥有更好色

温及更长使用寿命的优点，所以逐渐在中国普及起来。

众所周知，高亮度LED系统的热性能是设计人员的重要考虑。这是由于LED应用与一般灯泡及低强度的3或5mm轴向LED不同，它所产生的热量非常低。灯泡也会产生大量热能，但这并不会构成任何问题。但是，高亮度LED产生过多热度时，热能需要在最短时间内散去，以避免对LED造成损害。因此，从设计的角度来讲，系统的热量问题是一项重大的挑战。梁后权说：“Diodes Zetex的高亮度LED驱动器的操作温度可维持于世界级的125℃。凭藉此优势，整体系统的可靠性能够在高操作温度下提升。这个特性是照明系统一特别是高亮度LED照明系统的必要条件。”

由于高亮度LED的使用寿命长达5万小时，所以高亮度LED系统设计人员一直都需要寻求可靠的设计。系统的具体考虑包括光电效率、流明／瓦特、色温漂移、光强度随时日衰减的情况，以及封装的热阻性。此外，设计人员也一直寻求高正向电压、高色温及高强度的高亮度LED。这些参数对系统的可视功能发挥着重大的作用。市场需要的LED驱动器需拥有细小、低热阻的封装，并具有高可靠性、高效率，还有良好的LED调光功能，如高调光比的PWM及DC调光功能。

另一项挑战可说是系统的光学设计，因为这涉及各种各样的参数，例如外壳、透镜及反射镜的用料及设计，甚至是LED的观看角度。系统的整体效率则是最终的考验。低效率的系统会造成很多问题，例如过热、缩短使用寿命、降低可靠性，更严重的问题是周边温度上升，使高亮度LED的光衰弱加深。因此，这为LED驱动器厂商提出了挑战。Diodes Zetex称能够帮助设计人员克服这些问题，包括提供评估板、应用及设计资料、模拟模型和Excel计算器，并由应用工程人员为客户提供协助，可显著缩减设计周期。

亮度调节方面需要微控制器驱动器。因为高级LED灯具设备需要通过控制LED的电流和实时监测设备的智能驱动电子技术来实现。因为LED本身并不能像传统白炽灯和荧光灯一样发出高亮度的白光。并且当今绝大多数基于LED的设备要求实现能够随时间而变化的光线输出。这些特性和要求给很多照明制造厂商带来困扰。“Cypress可以提供特殊的方案帮助解决这些问题，”Cypress高级产品营销经理Brian Moody说，“使用我们的软件设计人员可以轻松编写程序，确保LED保持精准的颜色和强度输出。”

DCLED光源及其驱动Ic的设计、生产技术都已日益完善，价格呈每年20％-30％的下降，为LED灯具的广泛应用创造了良好的氛围。华润矽威科技有限公司的高工颜重光介绍道，AC LED还是刚刚起步的新产品，性能还需要完善，目前的价格离民用水平还有很大差距，可能还要几年的时间才能达到今天DC LED的水平。不过，很多驱动器厂家没有考虑做DC LED。对此，Intersil的Robert解释说，Seoul半导体等公司采用AC LED的原因是该公司也同时做LED光源，因此直接做用AC驱动LED的方案。但大部分独立的Ic厂商仍然采用直流的驱动器方案，好处是AC和DC隔离开来，这样可以起到保护LED消费端的作用。例如，Intersil的方案能支持110～220V交流电，最高耐压可达277V。

照明用单LED驱动器将保持增长势头

由于LED驱动器需要集成到单个灯体中，PI公司认为对LED驱动器的主要要求如下：

・效率更高，以降低灯内的功率耗散并使LED驱动器能够在可接受的温度下进行工作；

・具备功率因数校正电路，以满足新出台的能源之星规范；

・外形尺寸小，以便装入灯壳内；

・优先采用隔离式设计方案，更容易符合安全要求；

・在现行要求下，普通照明用单LED芯片将继续保持增长势头(使得LED灯更难满足高能效要求)。

不过，中国虽然目前的LED设计活动非常活跃。但大部分的设计活动是针对欧美市场的，并非针对本国市场。

部分LED驱动器、调光及材料方案

安森美：多样的LED驱动器及调光芯片

“每瓦流明数不断提升的LED技术在2009年将继续向前推进，恒流驱动架构是驱动LED的关键。”安森美半导体亚太区电源管理部市场推广经理蒋家亮说，“此外，要实现强固的LED驱动产品，需要采用系统导向的方法，考虑光源、电源转换、LED控制和驱动、散热和光学等多种因素。”

安森美专注于运用低电压和高电压技术，以及在电源管理方面的专长，不断推出领先的技术和产品，例如CAT3224驱动器是业界首款4A单芯片LED驱动器，为基于超级电容的LED相机闪光和工业应用提供高强度LED闪光能力，在这些应用中LED被用于替代氙气闪光。

该公司的LED驱动电源方案满足从高压离线型AC-DC开关电源到宽输入范围的中等电压LED电源，以及便携产品背光和闪光驱动应用的广泛需求。例如离线式PWM开关稳压器NCP1014／1028，含集成的700V高压MOSFET，具有输出开路电压钳位、采用频率抖动减少电磁干扰(EMI)信号以及内置热关闭保护等特性，适合于LED镇流器、建筑物照明、显示器背光、标志和通道照明及作业灯等应用。或替代E27／GU10灯。

TI：整套LED供电方案

目前LED照明产品设计上面临的最大问题就是LED供电电路的稳定性和可靠性，由于终端厂商采用一些廉价器件，常常导致终端产品的稳定性下降、照明寿命缩短。户外照明中，高温、寒冷等恶劣环境的影响也对LED供电的稳定性提出了更高的要求。而TI提供的整体LED照明供电参考设计在可靠性方面较有特点。TI的优势在于，不是只给客户提供一个单独的芯片，而是为客户提供一个可以直接应用的设计参考，是一个整体的LED供电解决方案，这样客户在开发新产品上的时间就大大缩短了。

日前，德州仪器(TI)最新推出高功率DC／DC升压LED驱动器(TPS61500)、高压DC／DC升压转换器(TPS61175)及降压DC／DC转换器(TPS62110)三款新型电源管理芯片。这三款产品可支持高达18V的输入电压并具有较小的电压基准，有助于改进LED电路设计。

华润矽威：将推出E27灯方案

华润矽威在2006年已量产LED驱动IC。PT4115、PT4107已被国内外客户用于大批量生产各种LED灯具。2008年起向客户提供可直接用于LED灯具生产的MR16、LED日光灯、LED吸顶灯等方案的DEMO板、BOM、PCB板图；2009年推出可直接用于E27 LED灯具生产方案的DEMO板、BOM、PCB板图；还有不少新

的系统应用方案在设计中，如LED路灯、太阳能LED灯等。

聚积科技：首款内建16位PWM的LIED驱动器

MB15030号称是业内第一款内建16位元PWM的智能型LED驱动芯片，可建立最高达65，536种灰阶应用的全彩显示屏，足以提供较宽影像处理能力，符合高阶的LED显示屏对于色彩表现、灰阶表现的高规格要求。此外，MB15030改善传统PWM的功能，将一个影像导通的时间分散成数个较短的导通时间，以增加整体的视觉更新率，最高可达7680Hz(@GCLK=SMHz)，能够让高速摄影机在拍摄时不闪烁地捕捉画面。

PI：可靠性和集成度高

该公司IC可靠性较高，其失效率(FIT)约为1。PI的电源IC采用开／关或多模式控制，能提高驱动器的能效水平。此外，PI产品还可减少对外部元件数量的要求，从而延长驱动器的平均无故障时间(MTBF)。只使用15个外部元件完全可以设计出350mA，12V的LED驱动器。

ST：太阳能LED街灯

ST在今年2月深圳展出了太阳能LED(Solar LED)街灯，并在与合作伙伴共同推广。整体方案由两个模块构成：一个85W太阳能充电器和一个25W发光二极管驱动器，节能并提高照明效果。

NS：RGB背光手机屏

NS推出了新技术一RGB(红绿蓝)背光驱动，代替通常的手机白光驱动。据NS公司亚太区电源产品市场总监黄汉基介绍，白光背光的缺点是没法做到纯白，这样图像颜色就不够真实。而RGB的好处是能够达到100％色域，可以让图像更加的明亮。而且能保证在任何状况下达到比较稳定的效果(如图1)。另外，白光驱动还有较大的能耗；但RGB加上高性能滤波器后，能达到良好的节能效果(如图2)。

道康宁：硅基密封材料

led开关电源篇9

近几年来，随着新技术的出现，液晶显示器(LCD)和等离子体显示板(PDP)之间激烈的竞争愈演愈烈。伴随着更多的技术选择，这种竞争还导致了相关产品价格的下降。随着市场接近饱合，一场重大变革正在显现，这时许多人称LED背光模组(BLU)将成为显示应用的新一代产品。

有人吹捧LED BLU，称其改进后的特性明显不同于冷阴极荧光灯管(CCFL)BLU。LED BLU具有以下优势：颜色范围宽，对比度高，不含汞，符合RoHS，具备低电压驱动能力以及响应时间快的优点。除了对LED的整体优势做出评估外，设计人员也有必要来审视LED BLU的电源解决方案。

成本障碍

LED BLU的高成本是LED步入显示应用新时代的唯一障碍。LED BLU显示了卓越的视觉性能，而且已经作为移动应用领域小型面板流行了几年。

由于制造商在克服成本障碍方面坚持不懈的努力，这项技术正在慢慢地渗透到中等面板应用领域，比如数字照相架、汽车导航系统、笔记本电脑以及显示器。此外，许多主流电视制造商尽管尚无法满足市场对低成本的要求，他们仍在尝试通过引入新的原型创建LED BLU电视市场。

驱动IC

LED BLU较大的面板尺寸要求驱动IC能够处理更多的请求。大面板电视的LED BLU必须在BLU电路中考虑以下(至少)两项功能：局部变暗和脉冲驱动，以获得更好的对比度和动作清晰度，这两项都是LED BLU与CCFL BLU对比时的关键优势。

LED BLU的驱动IC执行动态背光控制，特别是用于较大的面板而不是小面板时，它可以区分LED的亮点与其他必要的现有灯。移动显示或者数字照相架中使用的小面板不需要局部变暗或者脉冲驱动，也不需要较大的面板显示时所需要的极佳的视觉效果。

要设计用于LED BLU电视的驱动IC的动态控制，对LED矩阵的详细设计是必不可少的，因为通道数、每个通道的电流大小以及电压大小都是IC规范的关键。最近，许多电视制造商开始更加积极地推销他们新款的LED BLU电视。

RGB和白光LED

白光LED的出现将解决阻碍采用LED BLU的两大障碍：LED灯的高成本以及LED矩阵设计的不确定性。尽管RGB LED显示的视觉效果(特别是在颜色范围方面)比白光LED好得多，但研究表明，人眼很难分辨RGB LED和白光LED之间的区别，因为第一眼看上去时眼睛对亮度最敏感，而RGB和白光LED在亮度方面几乎相同。

但白光LED比RGB LED要便宜得多，因此，尽管白光LED仍然比CCFL昂贵，电视制造商用白光LED迅速开辟了一个新的市场。LED类型方面的决定加速了矩阵的设计。

设计者除了通过时钟控制每种RGB颜色之外，无须担心局部变暗。白光LED也解决了许多其他难题，比如电路设计的复杂以及电流均衡概念不清晰的问题。

电源IC的机遇

LED BLU为电源IC创造了一个新的机遇。例如，几个模块可以融合为一以减少BLU和系统电源的输入电压数，或者可以在DC/DC模块中增加多通道均衡功能从而为每个通道提供适当强弱的电流。

这就意味着，我们会在LED BLU市场看到更多的变化，这不仅涉及到MOSFET，而且还涉及到驱动IC。支持CCFL BLU的IC市场非常封闭而且持有关键专利的几个IC制造商控制着这一市场，当新公司进入这个市场，会引发严重的冲突。

LED市场则不同，因为LED BLU用于自身电路设计的是DC/DC产品而不是反相器产品。在这个市场中，取得成功最重要的因素在于，设计者能否精确地优化驱动IC规范，为消费者提供一种“与系统相关的IC”。LED BLU的设计理念仍面临着一场可能的变革，这场变革能够改进不同屏幕尺寸的应用中各细节的成本结构。

时机合适吗

从市场大小方面考虑，很多观察者都很谨慎对待这个问题：LED BLU会成为下一代背光解决方案吗?CCFL在提高性能和降低成本方面都在不断地进行创新。此外，有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)技术的出现，可能会导致LED不再受欢迎。但是，根据市场调查公司Displaybank的数据显示，到2010年，LED市场预计会占整个BLU市场的40％，见图1。

LED市场和技术领域的带头人已经扫除了许多技术障碍，而LED BLU新原型的突然增加暗示着这个市场会峰回路转。因为CCFL依赖于通用DC/DC技术而不是与专利相关的独特技术，LED驱动IC市场会比CCFL反相器市场拥有更多机遇。

led开关电源篇10

市场调研公司Strategies Unlimited的报告显示，在手机等便携式产品的推动下，2006年高亮度LED的市场规模已达42亿美元。据预计，2010年这一数字将达到82亿美元，其中增长最快的应用领域是指示/显示及照明。中国台湾地区聚积科技有限公司董事长杨立昌具体解释说：“LED显示屏市场将会保持17％-24％的年增长率，尤其在中国，在2008年奥运会和2010年世博会的推动下，传统的交通指示屏、广告屏等都将逐渐被LED显示屏所取代。同时，应用在建筑及户外的LED装饰照明也会越来越广泛。此外，未来还会有越来越多的笔记本电脑、汽车导航系统、DVD等产品使用LED作为7寸LCD屏的背光系统。”

另一个正在蓄势待发的LED应用市场是汽车电子，美国国家半导体亚太区电源管理产品应用工程师程文涛指出：“LED的反应时间比钨丝灯泡大约快250ms，其无须预热、可以即时启动的优点对于汽车应用来说非常重要。”今年春天，首辆采用LED作车头灯的汽车Lexus LS 600h已经面世。在几年之后，LED在车头灯、前向灯、仪表板背光、转向灯等应用领域将会有美好的发展前景。

虽然具有非常明显的优点，但目前，LED在均匀度、发光效率、老化、成本等方面的不足也在一定程度上限制了应用领域的进一步扩展。今后，LED还需要在以上方面有所改进。

不同应用情况下的3种驱动方法

对于LED的驱动电路来说，最重要的一点是，无论在任何情况下，都要输出恒定而平均的电流。据美国国家半导体的程文涛介绍，针对不同的应用，主要存在3种不同的驱动方法。

当电源系统的输入电压低于需要驱动的整串LED的正向电压总和时，需要采用升压LED的驱动方法，这种情况下的典型应用是便携式产品中LCD显示器的背光系统。采用电感升压转换器的LED驱动器芯片LM2735可提供3A开关电流和24V的输出电压，并设有内部补偿。而在普通照明应用中，电源系统的输入电压通常高于整串LED的正向电压总和时，这时便需要采用降压LED的驱动方法。LM3402是体积小而转换效率极高的单芯片降压开关稳流器，其内置高端N－MOS开关，可以驱动高达500mA的电流，而反馈电压只有200mV，并能够进行快速的PWM调光。如果输入电压范围与LED电压范围互相重叠，驱动电路中的稳流器就必须可以按照实际情况调低或提升输出电压，可升可降电路、SEPIC电路、Cuk电路及反激电路都可以实现这一功能，在电池供电的系统中，这种驱动方法较为常见。

为了帮助设计师加快设计过程，美国国家半导体也提供了多款采用高亮度LED的参考设计。此外，公司特别推出了LED在线设计工具WEBENCH，工程师只要输入系统规格，就能找到合适的器件。该工具可快速地创建设计，包括所有必要的无源元件，并计算出重要的参数值，利用各种仿真测试对设计进行验证。

针对显示和照明应用的独特技术

在指示/显示、照明和背光系统等LED应用领域中，LED驱动芯片供应商聚积科技也拥有许多独特的技术，包括零电流全屏错误检测技术、能在保持LED亮度的情况下提高刷新率的16位Scarmbled.PWM技术、迟滞(Hysteretic)PFM以及同步信号处理等技术。

在LED显示应用中，传统的LED驱动技术在进行LED短路或开路的错误检测时，必须点亮LED，且检错同时，LED显示屏会瞬间产生闪烁。聚积科技具有错误检测和电流调整功能的芯片MBI5039具有信息中错误检测功能，能够同时检测LED的开路与短路错误，并进行实时的错误回报。该芯片同时采用了零电流全屏LED错误检测技术，不管LED处于点亮状态还是关闭状态，都能利用极短的时间内用瞬间小电流对LED进行检测，避免闪烁现象。此外，MBI5039还能够自动调整LED短路检测截止电压以适用于不同的LED。

目前，LED建筑及户外的装饰照明应用越来越广泛。聚积科技的杨立昌表示：“在这种应用中，LED在设计上必须考虑距离及数据的传输与处理速度。”MBl6010芯片基于公司独特的同步信号处理技术，数据传输功能得以加强，在2米传输线范围内时钟频率可达5MHz。

为了提升LED的寿命与效率，聚积科技特别针对LED照明应用推出恒流模式的DC/DC转换器MBl6650采用了创新的迟滞PFM技术，除了能避开对音频的干扰外，且在大电流的状态下，切换频率快；而在小电流时，切换频率慢，使得MBl6650在轻载与重载的系统转换效率分别高达85％和90％，大幅提升了LED照明系统的效率，以达到省电的效果。

杨立昌介绍说：“除了提供先进的芯片以外，我们也经常帮助客户开展新的设计项目，提供给他们实际应用中的参考设计，帮助他们进行PCB设计等。在LED照明应用方面，我们会提供一款软件供客户轻松实现他们的系统。在LED显示应用方面，通过点对点校正技术，我们能够帮助客户达到LED色彩及亮度的一致性。”

美国国家半导体协助客户设计高能源转换效率系统

系统设计工程师在设计系统时面临着产品功能、性能、效率、尺寸等各因素之间的取合平衡问题。对于那些更加注重能源转换效率的工程师来说，为了让他们可以容易挑选到最具能源效益的芯片，美国国家半导体将其一系列能够提高能源转换效率的高性能电源管理及模拟信号路径产品都归入PowerWise这个品牌之下。

美国国家半导体高速放大器设计经理AlanBuchholz表示：“能源转换效率的问题正在日益受到关注。对于系统设计工程师来说，能源转换效率有其特别定义，那就是功耗越低、散热越少、越能延长便携式系统电池寿命，效率必然越高。”因此，PowerWise系列产品都具有极高的性能/功率比，而且可以与其它PowerWise芯片及自适应电压调节(AVS)技术配合使用，因此可为系统设计提供一个能源转换效率极高的解决方案。