跟着市场需求的不竭增添，最近几年处置LED制造和研发的人员年夜年夜增添。LED企业亦如雨后春笋般成长。因为处置LED驱动研发的企业和人浩繁，其手艺程度良莠不齐，研发出来的LED驱动电路质量黑白纷歧。致使LED灯具的掉效经常产生，障碍了LED照明的经常推行。LED灯具掉效一是来历在电源和驱动的掉效，二是来历在LED器件自己的掉效。本文试着从现实的LED电源驱动电路这一方面，阐发其电路的工作道理，然后试着从在分歧情况下的LED驱动电路下，阐发各类工作敏感参数对掉效的影响，来进行掉效模式的阐发，最初，经由过程仿真来验证成果。并从理论上给出掉效的处理方案。　　1 LED驱动电路道理　　LED是一种半导体材料制造而成发光二极管，只可以或许单领导通，并且其导通电压不高，正领导通电流也不克不及太年夜，所以对LED的供电电源有了必然的要求，这时候LED驱动电路应运而生。现实利用中，年夜大都的LED产物都是利用交变电源作为LED驱动电路的电源输入，经由过程驱动电路酿成稳压输出情势或恒流输出情势的一种电路。LED驱动电路，按照分歧的划分尺度能够划分为良多类型，今朝以电路的驱动道理，能够划分为两年夜类：一类为线性驱动电路，一类为开关型驱动电路。　　1.1线性驱动电路　　线性驱动电路道理图如图1所示，从布局上一般都包括了以下的几部门，整流电路，滤波电路，稳压电路。　　图中应用全波桥式整流，使交变电源整流成单向的脉动电压。滤波电路采纳RC滤波，由滤波电路滤波出来的电压值已比力接近在直流电源了，可是，因为电网上的电压波动，致使驱动电路的输出电压产生波动，这对LED来说，是致命的。所以滤波以后的电压需要加上一个稳压电路。以使线性驱动电路能够连结比力安稳的电压来驱动LED。　　在线性驱动电路中，LED的亮度与经由过程电流成函数关系，而与加在LED上面的压降无关。从上面的电路道理图能够看出，线性LED驱动电路，布局简单，易在实现，研发周期短，出产本钱低，体积玲珑，并且，因为没有利用良多的年夜容量电容和电感，电路设想上不需要斟酌EMI问题。能够合用在低电流照明系统。　　1.2开关型驱动电路　　开关型驱动电路道理图如图2所示，是将输入的交变电压经由过程整流电路整流和滤波稳压以后，经由过程开关状况，来节制LED的电流或电压，使LED能够安稳地发光。下面给出一个典型的开关型的驱动电路来慢慢阐发开关型驱动电路的工作状况。　　从图2可见，开关型L E D驱动电路能够划分为以下的几部门：低频整流滤波电路、自激振荡电路、稳压电路、取样脉宽调剂电路和高频整流滤波电路等。　　市电交换220V经由过程12V的变压器降压，然后颠末桥式整流二极管3N258和电容C2构成低频整流滤波电路，转换成一个类直流电电源。功率三极管Q1、Q2、Q3和电容C5电阻R2构成一个自激震动电路，此中Q2是PNP管，为脉宽调剂管，Q1和Q3一个为PNP管，一个为N P N管，两个管子复合构成开关调剂器，C5、R2经由过程调剂参数能够设置器振荡频次。操纵这个自激振荡电路，能够将类直流电源转化为一个高频的脉冲旌旗灯号。高频旌旗灯号的频次能够经由过程选频特征算出。能够调剂高频脉冲的占空比，来调剂装备输出的能量。电流流经电感时，会在L的两头发生感应电动势，当电流消逝时，感应电动势会在电路的两头发生一个反向电压，若这个反向电压年夜在某些元器件的反向击穿电压时，将会破坏这些器件。操纵一个续流二极管D2并联在电感的两头，经由过程R4和C6构成的回路，使这个反向的感应电动势有一个泄通回路。　　R 6、R 7、R 8构成的取样电路和R 5、D3构成的基准源电路用来对高频旌旗灯号进行脉宽的调剂，来调理开关管的饱和导通时候，进而调剂电源的输出电压。此中R7为可调电阻，便利对这个电压的调剂。　　从上面的阐发能够看到，开关型LED驱动电路比拟在线性驱动电路，效力高，并且输出的电流年夜，还能够经由过程调剂脉宽来调剂电流，输出的电流精度十分高，使LED亮度能够受控，合用在与年夜型的照明场所和电流输出比力打的场所。　　2 LED驱动掉效机理阐发　　2.1 LED驱动电路掉效缘由阐发　　(1)浪涌电流和浪涌电压　　因为驱动电路的开启刹时，电容充电需要很年夜的电流，并且其充电时候短，致使的刹时年夜电流;因为电网上的电压波动和浪涌电压的冲击，致使驱动电路上的二极管和电阻等器件的刹时年夜电压。这可能会对LED驱动电路上的器件形成永远性的毁伤。　　(2)静电放电　　静电放电，即ESD现象。因为电量在极短的时候内泄放，常常起静电泄放电压能够到达几千伏特。这对半导体器件是致命的。ESD可能使LED灯或驱动IC的内部布局产生损毁。　　(3)元器件利用掉效　　因为开关型驱动电路需要年夜电容来进行存储电能，稳压，而年夜电容一般利用铝电解电容。铝电解电容的掉效力较其它元件高，并且因为变压器和LED在利用时会发生热量，这些热量加重电解电容的电解液的活动，缩短了铝电解电容的一般利用年限。　　(4)工作情况致使　　今朝，支流的LED驱动是利用交变电源作为电源输入的，对一些年夜功率的LED驱动电路，其变压线圈会发生年夜量的热量，由热量而发生了LED掉效的温度应力。温度应力的时候模子见下公式：　　此中M为温度应力，T为温度，t为时候。　　可见，温度应力随时候和温度呈指数式上升，电器利用时候越长，温度应力就越年夜，由热致使的掉效力则越高。　　2.2线性调剂型　　LED驱动电路掉效阐发以图1线性调剂行LED驱动电路进行掉效阐发，线性LED驱动一上电刹时，AC电源需要对驱动电路内部的电容电感进行充电，所以，上电刹时会有一个比力年夜的电畅通过熔丝和整流桥。因为Multisim仿真软件只能仿真摹拟量，对情况热量和湿度等均没法摹拟。所以此次仿真只能从电参数这方面进行摹拟。这里插手两个掉效身分，浪涌电压和浪涌电流，对上文所述的线性LED驱动电路进行掉效仿真，插手浪涌电压以后电路运转环境的各个仪表参数。　　由图1所示内容，能够读出各个仪表的值。　　Vi=250V；Vo=29.934V；Vled=8.415V；　　Iled=34.606mA。　　颠末屡次仿真测试得出与一般环境下的LED驱动电路电参数对照见表1所示。　　从表1数据能够看出，当电网上电压波动10%幅值，线性LED驱动电路的工作状况就产生比力年夜的改变。从上图，能够发觉，因为采取了适合的稳压电路，电网上的电压波幅几近没有影响到线性LED驱动电路的工作电压。可是，其驱动电流却产生了庞大转变，驱动电流较之一般输入电压增幅达4 0 %。这将致使LED超负荷工作，会削减LED灯珠的寿命，乃至可能会间接损毁灯珠。　　2.3开关型LED驱动电路掉效阐发　　以图2线性调剂行LED驱动电路进行掉效阐发，在图2仿真图中，XSC2代表输入的AC电源和整流以后的电压比力。此中正弦波型为AC220V,经由过程全波整流以后，其电压值Vimax≈311V,比力安稳的为整流以后的电压。整流以后的电压，从图中的mark点读出来的电压为11.368V。低频整流以后，电压颠末自激振荡电路和高频整流电路和稳压电路以后，输出来的就是LED的驱动电压了。　　因为采取了稳压管1N4735A，稳压值为6.6V，所以LED驱动电压理论值为6.6V。　　从图2读出现实仿真的LED驱动电压为一个6.64V的直流电压。与理论符合。　　颠末屡次仿真测试，能够读出几个仪表的参数别离为：　　Vi=250V；Vo=12.3V；Vled=6.64V；　　Iled=47.416mA；　　与一般环境下的LED驱动电路电参数对照见表2所示。　　从表2能够看出，当电网上有浪涌电压输入时，开关型LED驱动电路，因为采取了杰出的稳压办法，驱动电路的电压参量并未产生很年夜的转变，可是LED的驱动电路转变交年夜，增幅到达100%。这将致使LED功率上升，使LED掉效。　　2.4掉效处理方案　　颠末前面几个末节对LED驱动电路的仿真阐发能够总结出以下几个有用的LED掉效处理方案：　　(1)对浪涌电流和电压，能够在电源输入给加上一个熔丝和一个PTC电阻。PTC电阻就是正温度系数电阻。当电源输入的低级电流有一个浪涌电流或浪涌电压输入时，按照电阻的发烧公式Q=R*I^2*T，流经PTC电流或电压的增添必将会增添PTC电阻的发烧量，从而是PTC电阻的阻值上升，使到电源输入的低级功率有一部门消减在PTC电阻处，以包管电源的副边输出功率不变，连结电压和电流的不变。对室外利用的LED驱动，还应当插手防雷庇护办法。　　(2)对驱动器件的选择，在本钱规模内，应当选用比力好的器件，特别是电容。　　并且，器件的最年夜电流电压参数要包管是电路一般工作的额定值的2~3倍以上，具体参数具体选择。以包管电路元器件有足够的冗余来对付突变的电参量。　　(3)同时，应当留意线路板的的结构，发烧量年夜的应当离隔结构，以削减热量队板子的影响。线路板应当留意要防潮、防湿。　　在一些特定的情况下，还应做一些绝缘防潮的办法。　　(4)对开关型LED驱动电路，还应当避免EMI带来的掉效。能够经由过程插手X电容，共模电感、差模电感、低通滤波电路、屏障体等来消减EMI带来的问题。　　结论　　本文在阐发两种典型驱动电路根本上别离对线性LED驱动电路和开关LED驱动电路进行了浪涌电压影响下的掉效仿真。从仿真成果中能够看出，浪涌电压对LED驱动电源影响比力年夜。特别是驱动电路这一部门。使LED驱动电流增年夜跨越其最年夜正领导通电流，使LED灯珠掉效。按照仿真阐发成果，终究给出了公道的LED驱动电路的掉效方案。

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