離線線性電流驅(qū)動助陣 LED燈管兼顧成本與體積

網(wǎng)訊 電解電容是造成現(xiàn)今LED燈管驅(qū)動電路壽命縮短及設(shè)計成本增加的元兇，因此LED驅(qū)動器開發(fā)商皆致力研發(fā)毋須搭配電解電容的新方案。其中，離線式線性定電流驅(qū)動器，由于沒有使用磁性元件且物料清單(BOM)數(shù)量較少，故有助打造兼顧體積及成本的LED燈管。

更是每天不可或缺的必需品，所以照明系統(tǒng)的耗電量也是相當可觀。

器，其發(fā)光效率甚至可高達100lm/W。本文主要介紹使用高亮度LED搭配離線式線性定電流LED驅(qū)動器，實現(xiàn)節(jié)能照明系統(tǒng)的設(shè)計方針。

　　LED驅(qū)動器在目前照明市場上可分為離線式線性定電流LED驅(qū)動器、切換式LED驅(qū)動器及阻容降壓式LED驅(qū)動器。這三種電路拓撲，主要功能是控制流經(jīng)LED電流，經(jīng)由不同的控制架構(gòu)產(chǎn)生一固定的電流值(Constant Current)，此固定的電流使LED激發(fā)出最佳的光通量，以下對上述三種LED驅(qū)動電路做簡單的說明。

　　離線式線性定電流驅(qū)動器成本低

　　圖1所示為離線式定電流LED驅(qū)動電路，主要由橋式整流器、離線式線性定電流驅(qū)動器DS6609及LED燈所組成。由于驅(qū)動電路中只使用到幾顆電阻與陶瓷電容，并沒有使用到電解電容與磁性元件，因此不會有因為電解電容使用壽命的限制，而導致驅(qū)動電路使用壽命降低的問題，且可大幅縮減驅(qū)動電路的體積與降低驅(qū)動電路的成本。驅(qū)動電路中，離線式線性定電流LED驅(qū)動器，其可用來驅(qū)動由多顆LED燈串接在一起所組成的HV LED燈，依據(jù)不同的輸入電壓大小，來控制LED燈串。當輸入電壓高于LED燈串的總順向電壓時，此時驅(qū)動電路開始工作，以一定電流來驅(qū)動LED燈串，此控制方式不但使LED產(chǎn)生最佳流明值，也可以讓照明系統(tǒng)達到最佳化。

　　圖1 離線式線性定電流LED驅(qū)動電路

　　切換式LED驅(qū)動電路由PWM控制

　　切換式LED驅(qū)動器，是將返馳式(Flyback)或降壓式(Buck)轉(zhuǎn)換器經(jīng)由脈沖寬度調(diào)變(PWM)IC的控制，產(chǎn)生一穩(wěn)定的電流來驅(qū)動LED燈串，如圖2所示即為切換式LED驅(qū)動器以返馳式轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)的電路架構(gòu)。

　　圖2 切換式LED驅(qū)動電路

　　返馳式轉(zhuǎn)換器主要由橋式整流器、變壓器、金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)、二極體、PWM控制晶片及數(shù)顆被動元件所構(gòu)成，返馳式轉(zhuǎn)換器經(jīng)由PWM控制晶片，讓電路操作在臨界(Critical)或稱為邊界導通模式(Boundary Conduction Mode)，使流經(jīng)LED燈串的電流ILED為一固定值(Constant Current)。

　　[@B]阻容電壓式驅(qū)動器穩(wěn)定度差[@C] 阻容電壓式驅(qū)動器穩(wěn)定度差

　　圖3所示為一阻容降壓式LED驅(qū)動電路，主要由橋式整流器、電容、電阻、LED燈串和提供穩(wěn)壓的齊納二極體(Zener Diode)所構(gòu)成。假如電源電壓Vac遠大于LED燈串的總順向電壓，且電容阻抗XC1遠大于LED燈串的阻抗，則負載電流Iac可由電源電壓Vac和電容抗XC1決定，而且流經(jīng)LED燈串的電流即為負載電流Iac，于是負載電流Iac可以表示為：

　　圖3 阻容降壓式LED驅(qū)動電路

　　其中電容阻抗為：

　　上式中f為市電頻率，C1為電容器容值。負載電流Iac經(jīng)由電容抗XC1來限制流經(jīng)LED燈串的電流，使阻容降壓式LED驅(qū)動器達到定電流驅(qū)動功能。