LED电源恒流驱动与恒压驱动模式优缺点

2018-10-9 14:18:18

6227 三极管驱动电源

在LED电源的设计研发过程中，工程师们在设计之初所要面临的选择，就是如何在恒流驱动和恒压驱动两个方案中选择最合适的一款。其实就LED电源的发展现状来看，这两种模式都是目前市面上比较常见的驱动方式，各自也有相应的优势和缺陷。本文今天将会就这两种LED电源的驱动模式来为各位工程师们进行一次优缺点盘点。
首先来看LED电源的恒压驱动模式，这种驱动方式能够在负载端对输出电压进行采样，线性稳压电源反馈回路就是最典型的恒压控制应用，这一方法也是最早出现的LED驱动方式。当一款LED电源采用了恒压驱动模式时，其控制LED正向电流方法就是采用LED V-I曲线，利用一个电压电源和一个整流电阻器来确定产生预期正向电流所需要向LED提供的电压。
不过，在进行LED电源的恒压驱动设计过程中，其控制LED正向电流的方法也有一个明显的缺点，那就是LED正向电压的任何变化都会导致LED电流的变化。在面对这一问题时，目前比较常见的办法就是采用多支路均流技术，该技术可采用集成三极管保持每路LED电流一致。这些三极管在相同温度环境下、相同工艺条件生产出来的13值一样，可以保证每路电流基本一样，其应用示意图如下图所示：

然而，LED个体之间的正向压降变化范围比较大，由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。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，此时有公式：

通过对上文中的这一公式进行变形计算后可以得知，在LED驱动设计过程中，光通量，也就是通常所说的参数φV，其本身与IF的关系在电流大于10mA时近似线性，因此，相比较恒压驱动而言，在LED电源新产品的设计过程中，设计人员采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。
下面就需要解释一下LED电源恒流驱动的相关概念了。恒流驱动在目前的电源研发和设计领域，通常会被应用在照明设备或者是背光源的设计中，而这些方面需要恒流驱动的主要原因，就是在于恒流的方式能够避免避免驱动电流超出最大额定值，从而能够有效提升其可靠性，同时，恒流驱动的方式还能够确保LED达到预期亮度要求，并确保每个LED亮度、色度保持一致，并有效延长其使用寿命，这是恒压驱动方式所无法达到的。
在LED电源的设计过程中，恒流驱动的方式和恒压驱动的方式都各有优缺点，而实际上最理想的方法是综合两种方式。既要相对恒流，还要适当电压调整。既要监测负载电流变化状态，还需要监测负载电压情况。就目前LED电源设计的发展方向来看，在空间允许的场合，光源线路融合的智能化照明方案将会是未来LED驱动电源的设计主流方向。