一、LED 驅動電路概述
LED 驅動電路在 LED 照明系統中扮演著至關重要的角色。其核心功能是將輸入的交流電(AC)轉換為直流電(DC),并通過精心設計的電路確保 LED 在最佳工作狀態下運行。在實際應用中,多數 LED 產品以交變電源作為驅動電路的輸入,經驅動電路處理后,以穩壓或恒流的形式為 LED 提供電能。
二、LED 驅動電路分類
依據驅動原理,LED 驅動電路主要分為兩大類:
線性驅動電路:這類電路以其簡單的結構和較低的電磁干擾特點,在一些對成本敏感且對輸出精度要求不高的應用中較為常見。然而,其效率相對較低,限制了其在高功率 LED 照明中的應用。
開關型驅動電路:憑借高效率、高功率密度以及出色的穩壓性能等優勢,廣泛應用于各類 LED 照明系統,尤其是對能效和性能要求較高的場景。它通過開關器件的高頻切換來實現能量的轉換與傳輸,常見的拓撲結構包括降壓型(Buck)、升壓型(Boost)以及升降壓型(Buck-Boost)等。
三、LED 驅動電路主要功能
輸入濾波:對輸入的交流電進行初步濾波,降低電網電壓的波動和干擾,為后續的整流環節提供相對平穩的輸入。
整流:利用整流橋等器件將交流電壓轉換為直流電壓,這是 LED 驅動電路中電能形式轉換的關鍵步驟。
功率因數校正(PFC):在一些高性能 LED 驅動電路中,PFC 環節必不可少。它能夠提高電路對電能的利用率,使輸入電流與電壓同相位,減少對電網的諧波污染,滿足相關能效標準和電磁兼容要求。
電壓或電流調整:根據 LED 的電氣特性和工作需求,對整流后的直流電壓進行調整,使其滿足 LED 的驅動要求。通過恒流控制環節,確保流過 LED 的電流穩定在額定值,避免因電流波動導致的 LED 亮度不穩定、顯色性下降甚至損壞等問題。
四、LED 驅動電路工作原理
LED 驅動電路的工作流程如下:
輸入的交流電壓首先經過整流器整流,轉換為直流電壓。
濾波器對整流后的直流電壓進行平滑處理,濾除紋波,保證輸出電流的穩定性和平滑性。
驅動器將直流電壓轉換為適合 LED 的恒流電源,并根據需要控制 LED 的亮度。驅動器采用多種電路和元件,如晶體管、運放、PWM 控制器等,實現電流的精細調節和控制。
五、LED 驅動電路圖解析
10W 白光 LED PWM 驅動電路圖
運用 IC SG3525A 構建的 10W 白光 LED PWM 驅動電路,具備簡易性和易構建性。On Semiconductor 出品的 IC SG3525A 是一款脈寬調制器控制電路,適用于各類開關電源設計,可提升性能并精簡外部部件。其工作電壓范圍在 8.0V 至 35V 之間,振蕩輸出頻率可在 100Hz 至 40KHz 范圍調節,契合多數 LED 驅動需求,配備鎖存 PWM 功能以杜絕多脈沖現象,提供 SMD 和 THT 封裝形式。


在該驅動電路中,10 瓦白光 LED 以 +12V 電壓連接至 LED 引腳并導向 LED 陰極。MOSFET IRFR120 作為開關元件,依據 VC 引腳輸出經 Q1 晶體管驅動 LED。通過調整 RV1 和 RV2 阻值,能夠控制 10W LED 的調光及亮度。
PWM 白光 LED 驅動電路圖
采用 Analog devices 的 IC LT3491 和 IC LTC6992 搭建的 PWM 白光 LED 驅動器電路。LT3491 是固定頻率升壓 DC-DC 轉換器,專為鋰離子電池驅動多達 6 個串聯白色 LED 而設計。LTC6992 是一款硅振蕩器,具備便捷的模擬壓控 PWM 功能。
LT3491 可借助 3V 電源驅動白光 LED,內置肖特基二極管,擁有單引腳調光與關斷功能,其內部開關頻率為 2.3MHz,適應 2.5V 至 12V 輸入電源范圍,僅需 1μF 輸出電容,采用 6 引腳 DFN 封裝和 8 引腳塑料 SC70 封裝。


此電路專注于利用鋰離子電池電源驅動四個小型白光 LED,可通過調節 IC LTC6992 的 PWM 或變更 R3 電阻值來降低 LED 亮度。四個白色 LED 連接于 LED 引腳 5 和 Q1 MOSFET 漏極引腳,Si2302 柵極端子關聯 LT3491 的 CTRL 引腳及 LTC6992 的 PWM 輸出引腳。
IC LTC6992 的 PWM 從簡化的 0V 振蕩至 1V 模擬輸入,MOD 引腳經 R1 和 RV1 電阻連接至電源,以調控 MOD 引腳模擬電壓輸入,其輸出頻率可在 3.81Hz 至 1MHz 之間變動。
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