LED驅動器在目前照明市場上可分為離線式線性定電流LED驅動器、切換式LED驅動器及阻容降壓式LED驅動器。這三種電路拓撲,主要功能是控制流經LED電流,經由不同的控制架構產生一固定的電流值(Constant Current),此固定的電流使LED激發出最佳的光通量,以下對上述三種LED驅動電路做簡單的說明。
離線式線性定電流驅動器成本低
圖1所示為離線式定電流LED驅動電路,主要由橋式整流器、離線式線性定電流驅動器DS6609及LED燈所組成。由于驅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,而導致驅動電路使用壽命降低的問題,且可大幅縮減驅動電路的體積與降低驅動電路的成本。驅動電路中,離線式線性定電流LED驅動器,其可用來驅動由多顆LED燈串接在一起所組成的HV LED燈,依據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,此時驅動電路開始工作,以一定電流來驅動LED燈串,此控制方式不但使LED產生最佳流明值,也可以讓照明系統達到最佳化。
圖1 離線式線性定電流LED驅動電路
切換式LED驅動電路由PWM控制
切換式LED驅動器,是將返馳式(Flyback)或降壓式(Buck)轉換器經由脈沖寬度調變(PWM)IC的控制,產生一穩定的電流來驅動LED燈串,如圖2所示即為切換式LED驅動器以返馳式轉換器來實現的電路架構。
圖2 切換式LED驅動電路
返馳式轉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控制晶片及數顆被動元件所構成,返馳式轉換器經由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LED燈串的電流ILED為一固定值(Constant Current)。
[@B]阻容電壓式驅動器穩定度差[@C] 阻容電壓式驅動器穩定度差
圖3所示為一阻容降壓式LED驅動電路,主要由橋式整流器、電容、電阻、LED燈串和提供穩壓的齊納二極體(Zener Diode)所構成。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經由電容抗XC1來限制流經LED燈串的電流,使阻容降壓式LED驅動器達到定電流驅動功能。