新手必须知道LED恒流源电源的这些知识

很多人想学习了解LED驱动电源，但是又不知道从何入手。本人是研究所从事LED和LED驱动研究的，下面简单的讨论一下有关这些方面的知识，说的不好的，说的不对的，请大家指正欢迎讨论。　　

LED的基本概念：LED = Light Emitting Diode，发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光；LED属于PN结，自然就有它自己的伏安特性。
　　在这里我们可以看到，当电压超过死区电压后，电流跟电压并不是呈线性的，而是呈指数变化，当电压上升一点点的时候，电流可以上升非常多。如果我们不限定LED的电流，而直接把LED接上一个电压后，也许LED能工作在而定电流区，但是随着温度的上升，LED本身的压降，这个压降我们称之为VF，就会下降，那么，随着VF的下降，而输入电压不变，因此，相当于加到LED的电压就升高了，哪怕升高一点点，LED的电流就会飞升，最终会烧毁LED。因此，为了让LED能正常工作，因此一般都会在电源那里限定LED的电流，让输出的电流，不会高于LED的额定电流。

　　恒流源跟恒压源不同，常规的恒压源就是一个稳压电源，它不管外接负载如何变化，它只是提供一个恒定的电压输出。这种电源肯定是不能用来给LED供电的。而恒流源，则是能提供恒定电流输出的一种电源，它有两个额定工作点，一个是恒流电流，一个是开路电压，因此，它的工作有两个区域一个是恒流区，一个是恒压区。
　　a、恒流区：
　　当负载接上电源，通电，负载上的电压由0开始上升，随着电压的上升，电流也在上升。假如电压还没有升高到最高开路电压，而此时电流已经达到设定的恒流电流时，恒流源会控制住电压，使得电流恒定在设定的值，如果因为外界条件，让LED的VF发生变化，假如电流降低了，那么恒流源会自动调高输出电压，让电流回复；反之，电流升高了，恒流源就会自动调低电压，让电流回复，周而复始。这个调节是反馈环控制的，一般控制在每秒调节20次到30次，也就是反馈频率在20Hz到30Hz之间（大功率两级的反馈频率在100Hz到400Hz），保持电流的稳定。
b、恒压区：
　　有人会问，假如负载的电阻比较大，怎么办？那么此时，假如电压上升到最高的开路电压，而电流还没有达到恒流值，那么，电源是不会再升高电压了，而是恒定在开路输出电压，此时，进入了恒压区。
　　由以上两点，我们可以归纳出，要让LED跟恒流源配合，就必须注意，LED的工作电压要低于恒流源的恒压区电压，就可以了。当然，还要注意电流设定的匹配。一般的恒流电源都会预留调节旋钮，让用户能有±20%的调节空间。
　　有不少的人对电源的一些术语很模糊，比如功率因数，电源效率等等。下面我来讨论一下这些术语。
　　a、功率因数PF。
　　由于大多数的电源的输入电压是交流电，在交流电路中，电压与电流之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数，用符号cosΦ表示，在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即cosΦ=P/S，功率因数的大小与电路的负荷性质有关，如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1，一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。所以，供电部门对用电单位的功率因数有一定的标准要求。
　　通常开关电源都会在内部设置一个功率因数校正电路，简称APFC主动功率因数校正控制。它会让电源呈现出阻性特点，尽量提高功率因数，现在的电源一般的功率因数都能达到0.95以上，也就是尽量减轻电网的损耗。
　　b、电源效率。
　　电源效率指的是电源提供给负载的能量，与本身从电网吸收的能量的比值，叫电源的效率。
　　例如，电源跟LED在一起，实际工作时，总功率为100W，而在LED端测量的实际功率为88W，因此，效率为88/100=0.88，电源自身消耗掉了12W。有不少的人把电源效率跟功率因数混在一起，这是不对的。

李源

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