引言: 發(fā)光二極管-LED，是一種用半導(dǎo)體材料制作的發(fā)光器件。近年來，發(fā)光二極管技術(shù)取得了突破性的進(jìn)展，藍(lán)、白光發(fā)光二極管的出現(xiàn)和發(fā)光管光效的大幅度提高，使其應(yīng)用范圍由指示燈向普通照明領(lǐng)域拓展。半導(dǎo)體照明節(jié)能、長壽、安全、環(huán)保、色彩豐富、體積小、耐閃爍、可靠性高、調(diào)控方便,用于照明領(lǐng)域綜合優(yōu)勢明顯，其發(fā)展趨勢將取代傳統(tǒng)電光源引發(fā)照明產(chǎn)業(yè)的又一次革命。許多具有前瞻眼光的廠家看到了半導(dǎo)體照明廣闊的市場前景，開始試探進(jìn)行產(chǎn)業(yè)運(yùn)作。但是，面對這樣一個前景廣闊但還沒有真正成熟的產(chǎn)業(yè)，怎樣做好半導(dǎo)體燈，使其脫去實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)品的雛形成為一種商品進(jìn)入市場，涉足這個領(lǐng)域的企業(yè)都在探索。

半導(dǎo)體照明的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——LED驅(qū)動

要做好半導(dǎo)體燈必須解決好三個方面的問題：1、有光效高、成本低、壽命長的發(fā)光管；2、有工作可靠、性能好、成本低的驅(qū)動器；3、有熱設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)好的燈體。在這三個問題中，發(fā)光管可以到生產(chǎn)廠家購買合適的產(chǎn)品，燈體結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠家都有能力解決。但是對于各種各樣的原始電源怎樣針對不同燈型做合適的電源變換驅(qū)動發(fā)光管，往往不是生產(chǎn)燈具廠家的強(qiáng)項(xiàng)，要做好半導(dǎo)體燈這是一個關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。

發(fā)光二極管的驅(qū)動是比較復(fù)雜的事情，其復(fù)雜性并不在于核心技術(shù)——電源變換方面的難度，而在于實(shí)際使用中品種規(guī)格的多樣性和對成本、可靠性、體積、效率等方面的綜合要求。

對于實(shí)際應(yīng)用的半導(dǎo)體燈來說，可能是使用十幾毫安電流的小功率發(fā)光管，也可能是使用幾百毫安電流的大功率發(fā)光管；可能是使用一只發(fā)光管，也可能使用幾十只或者幾百只發(fā)光管，不同顏色的發(fā)光管管壓降也不同。對供電電源來說，可能是用一節(jié)普通電池供電，也可能是用鋰電池，鉛酸電池供電，更多的是使用交流市電供電，因此，要針對不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)不同的驅(qū)動器，原始電源和負(fù)載狀態(tài)的差別產(chǎn)生了對驅(qū)動器的不同要求，這就導(dǎo)致驅(qū)動器的規(guī)格品種繁多，電路結(jié)構(gòu)各異。

發(fā)光二極管的特點(diǎn)

要合理的驅(qū)動發(fā)光二極管。需要對發(fā)光二極管的特性有所了解。發(fā)光二極管和普通二極管一樣是一種用半導(dǎo)體材料制作的P/N結(jié)器件，除了能發(fā)光之外，其他特性和普通二極管相似。要用好發(fā)光二極管，從電性能角度來講，除了要知道工作電流，管壓降、最大功率之外，對發(fā)光二極管以下的2個特性必須了解。

1、單向?qū)щ娦?BR>
發(fā)光二極管和普通二極管一樣具有單向?qū)щ姷奶匦裕丛诎l(fā)光二極管的正極加正電壓，負(fù)極加負(fù)電壓時(shí)發(fā)光二極管導(dǎo)通發(fā)光，相反則不導(dǎo)通也就不能發(fā)光。這就決定了發(fā)光管必須使用直流電源或者單向脈動電源供電。

2、發(fā)光二極管有負(fù)溫度系數(shù)的勢壘電勢

發(fā)光二極管上施加的正向電壓低于某個電壓值時(shí)發(fā)光二極管不導(dǎo)電，但外加電壓一旦超過這一電壓值時(shí)發(fā)光二極管的電流就會隨著外加電壓的變化急劇增加，對外電路呈現(xiàn)很低的動態(tài)電阻，這一電壓值就是發(fā)光二極管的勢壘電勢，不同顏色的發(fā)光管其勢壘電勢不同。紅外線管最低，大約1伏多。紅光管約1.5--2伏，黃光管2伏左右，綠光管2.5--2.9伏，藍(lán)光管和白光管3伏多。

發(fā)光管的勢壘電勢具有負(fù)的溫度系數(shù)，即隨著溫度的升高勢壘電勢會降低，使用中的外特性表現(xiàn)為隨著溫度的升高管壓降降低。

以上特性決定了發(fā)光二極管不能使用電壓源供電，否則電源電壓的微小變化或者使用時(shí)發(fā)光管自身溫升引起的管壓降的微小變化都可能引起很大的電流波動。發(fā)光管的負(fù)溫度特性會導(dǎo)致直接并聯(lián)使用的發(fā)光管各組之間電流不平衡，加速大電流管的光衰并使小電流管亮度不足。不能保證燈具正常工作。因此，就必須使用電源變換器控制發(fā)光管的工作電流，這就是LED驅(qū)動器。

LED驅(qū)動器的分類

發(fā)光二極管是靠電流工作的器件，因此，LED驅(qū)動器實(shí)質(zhì)上就是個電壓/電流變換器，其作用就是把外部電源不穩(wěn)定的電壓變換成穩(wěn)定的電流驅(qū)動發(fā)光二極管工作。實(shí)際應(yīng)用中種類繁多的驅(qū)動器按照工作特點(diǎn)可以分為兩大類：直流供電的驅(qū)動器和交流供電的驅(qū)動器。每一個大類中又可以進(jìn)一步劃分為降壓型、升壓型、變換器型三小類。

一、直流驅(qū)動器

直流驅(qū)動器使用直流電供電，根據(jù)不同的應(yīng)用可以有三種電路類型：1、串聯(lián)降壓型；2、升壓型；3、變換器型。

1、直流串聯(lián)降壓型驅(qū)動器

直流串聯(lián)降壓型驅(qū)動器的基本原理是用開關(guān)器件配合電抗性器件對外界電源降壓限流以后驅(qū)動發(fā)光管工作。串聯(lián)降壓型驅(qū)動器結(jié)構(gòu)簡單，在供電電壓高時(shí)變換效率比較高。串聯(lián)降壓驅(qū)動器比較適合用于輸入電壓和負(fù)載管壓降差別不太大的情況下驅(qū)動多只串聯(lián)的發(fā)光管。顯而易見，這種方案當(dāng)供電電壓低于負(fù)載管壓降時(shí)不能正常工作。DP12V320就是一種用12伏蓄電池供電驅(qū)動1--2只1瓦大功率發(fā)光管的直流降壓驅(qū)動器，當(dāng)輸入電壓在10.8--14.5伏之間變動時(shí)，輸出約310--330mA的電流，變換效率大于85%。這種驅(qū)動器的主要缺點(diǎn)是一旦主開關(guān)器件損壞大電流直接通過發(fā)光管使發(fā)光管燒毀，因此，高輸入電壓串聯(lián)驅(qū)動多只大功率發(fā)光管時(shí)要求驅(qū)動器有很高的可靠性，否則有可能在驅(qū)動器發(fā)生故障時(shí)燒管。

2、直流升壓型驅(qū)動器

直流升壓型驅(qū)動器的基本原理是用開關(guān)器件配合電抗性器件儲能升壓限流的方式工作的。升壓驅(qū)動器的變換效率也比較高。這種方案制作的驅(qū)動器的一個顯著的優(yōu)點(diǎn)是自身出現(xiàn)故障時(shí)不會損壞發(fā)光管。升壓型驅(qū)動器只能用在負(fù)載管壓降始終高于電源電壓的情況。如果負(fù)載管壓降低于電源電壓驅(qū)動器會失控，大電流直接經(jīng)過發(fā)光管使發(fā)光管燒毀。DD12V320驅(qū)動器就使用12伏蓄電池供電驅(qū)動5--6只串聯(lián)的1瓦發(fā)光管的直流升壓型驅(qū)動器，當(dāng)輸入電壓在10.8--14.5負(fù)之間變動時(shí)，輸出約280--340mA的電流，變換效率大于90%。