大功率LED驱动控制系统面临四大挑战

时间：2021-05-23来源：佚名

　　随着大功率LED技术的成熟，大功率LED的驱动设计显得尤为重要。依据大功率LED器件的特性，如果驱动电流过大或者工作温度过高，超出LED元件的承受范围，就极易致使LED器件损坏。因此需要一个恒流、恒温控制的，并有可靠、完善保护功能的LED驱动系统。

　　1、大功率LED驱动控制技术的特点

　　依据LED驱动电源和电网用电规则的特性需求，在设计和选择LED驱动电源是需要考虑到以下几个方面：

　　（1）LED路灯的驱动电源不应该装在高空，这样会给维修工作带来不便，而且维修的花费较大，因此需要选取高性能的驱动电源。

　　（2）大功率LED是节能的产品，对驱动电源的要求因此也较高。LED发光的效率会随着LED温度的增高而降低，因此LED内部的散热对LED的正常运行极其的重要。电源的性能高，其损耗功率就较小，在LED内部的发热量就会很小，也就延缓了灯具或者显示器温度的升高。对降低LED的光衰有积极的作用。

　　（3）目前LED驱动的方式主要有两种，一是恒压电源供给多个恒流电源，每个恒流电源会单独给各个电路的LED供电，这种方式极其的灵活，如一个LED出现故障，不会影响其他LED的正常工作但是其成本较高。另一种为直接恒流供电，LED通过串联或者并联的方式运行，其成本略低，但其灵活性较差。多路恒流的供电方式在性能和成本方面具有较大的优势，是发展的重点。

　　（4）LED的抗浪涌能力较差，尤其是抗反向电压的能力。有些LED的显示屏或者路灯装在户外，由于雷击的感应和电网负载的启用，因此电网系统会出现各种浪涌，对LED有坏的影响。因此LED的驱动电源需要具有抑制浪涌侵入的能力，以确保LED不受到损害。

　　（5）灯具在户外安装时，电源的结构应该防潮、防水，外壳也应该耐磨。

　　（6）对于电源除了常规保护之外，最好能增加LED温度的负反馈，以防止LED温度的过高而影响光输出的稳定性。

　　2、大功率LED驱动控制系统面临挑战

　　当精密的恒流电源设计已达到了电源稳定的输出时，电源稳定是光源稳定必要的条件，在电源稳定的前提下，光源输出的电流在长时间的工作中会出现波动的情况。为了获取稳定的电流，提升LED光稳定性，通过控制恒流电源的外围电压，通过电压的大小来调节输出电流。LED驱动系统控制部分的电路设计紧紧围绕单片机，结合键盘及LED数字显示，从A/D进行采样的电压通过反馈和输入的电压相比，对其进行适当的调整，而后经D/A的模拟电压来输入电压。

　　结合大功率LED在国内外的发展状况，LED驱动系统主要面临以下的挑战：

　　（1）驱动电路的寿命有待提升，特别是关键元件如电容的寿命将对电源的寿命有直接的影响。

　　（2）LED驱动器应该向转换效率更高的目标迈进，因为未输出光的功率均以热量的形式散发，而转换效率的过低就会对LED的节能效果产生坏的影响。

　　（3）通过较大的调光比例高效地对LED进行调光，同时还可以确保在低亮度及高亮度时颜色特征的恒定。

　　（4）减小其成本，现今在小功率的应用场所，恒流驱动电源的成本占据的比例已接近35%，基本是光源的成本，这在一定程度上阻碍了LED在市场上的推广。

　　3、大功率LED驱动电路连接的方法

　　大功率LED的光效虽然很高，但是单个LED释放的光通量不大，因此通常是若干LED连接使用。多个LED基本的连接方法有串联、并联及串并混合这三种。

　　（1）串联

　　LED串联的优点是流入支路各个LED的电流相同，所以各个LED发光的亮度也相同。如支路上任意一个LED出现故障，会导致支路上所有LED均停止工作。如果某个LED出现短路，在恒流的方式下对电路没有影响，但是在恒压驱动时，会使得其他LED的电压升高，因此其电流也会增大，可能造成LED的损坏。

　　（2）并联

　　并联支路上，每个LED工作电压相同，为了使得各个LED工作电流相同，要求各个LED的电压相同。然而由于LED元件参数的区别，并且LED的电压会随着温度的增高而减小，致使工作电流有区别。如果散热性能不好，电流超过额定值就极易造成LED元件的损坏，因此通常情况下不采用并联的方式。

　　（3）串并混连