發(fā)光二極管驅動芯片按類型可分為:恒壓式驅動芯片、恒流式驅動芯片以及脈沖式驅動芯片。其中恒壓式驅動芯片一般就是我們常見的DC/DC升壓芯片居多。這種方案的優(yōu)點是芯片成本便宜沒有復雜的外圍電路。但只能恒定電壓驅動LED就會造成驅動輸出時電路電流的不可控。無法保證LED亮度的一致性。恒流式驅動芯片則解決了之前恒壓式驅動的電流不可控問題。比較好的恒流芯片可以做到1%左右的恒流精度,而且有簡易的外圍控制接口可靈活設置所需輸出的電流大小所以倍受歡迎。但是這類芯片價格比恒壓芯片價格高許多且外圍電路復雜。同時因為恒定輸出電流所以整個芯片的在電池作為供電的時候放電會比較快。脈沖式驅動芯片是以高頻率的脈沖發(fā)生器輸出接口向LED燈供電。因為是脈沖信號頻率很高所以人眼根本無法感覺出LED的頻閃,所以這個方式即符合了視覺需要又在一方面有效節(jié)約了電能輸出。而且這類型芯片的工作頻率一般可由外部接口控制。但是該類型芯片震蕩頻率一般在100KHz~500KHz范圍。所以驅動能力僅僅適合小功率應用。但是相信在不久的將來會提升到大功率LED驅動的場合。
在現(xiàn)代照明技術中,恒流LED驅動器扮演著至關重要的角色。這種驅動器的主要任務是確保LED燈在恒定電流下工作,從而保持光輸出的穩(wěn)定性和延長LED的使用壽命。恒流驅動器通過精確控制通過LED的電流,避免了因電壓波動或溫度變化而引發(fā)的光輸出變化,使LED的亮度始終維持在一個恒定的水平。
LED(發(fā)光二極管)作為一種高效、節(jié)能的照明元件,已經在各種照明應用中取代了傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈。然而,LED的驅動方式與傳統(tǒng)的光源有所不同。LED是一種電流驅動型器件,其亮度與通過的電流成正比,而與電壓的關系則不那么直接。因此,為了確保LED的穩(wěn)定工作,需要一個能夠精確控制電流的驅動器。
恒流LED驅動器通常由電源輸入部分、控制電路和輸出部分組成。電源輸入部分負責將交流電轉換為直流電,以供LED使用??刂齐娐穭t負責監(jiān)測LED的電流,并根據(jù)需要調整電流的大小,以保持恒定的亮度。輸出部分則負責將控制后的電流傳遞給LED,使其發(fā)出光。
恒流驅動器的一個重要特點是其工作效率高。由于LED本身的高效性,以及恒流驅動器對電流的精確控制,使得整個照明系統(tǒng)的能量利用效率大大提高。此外,恒流驅動器還具有過溫保護、過流保護等功能,可以在LED出現(xiàn)過熱或過流等異常情況時自動關閉電源,保護LED不受損壞。
在市場上,有許多不同類型的恒流LED驅動器可供選擇。這些驅動器在性能、價格、尺寸等方面都有所不同,用戶需要根據(jù)自己的實際需求來選擇合適的驅動器。例如,對于需要高亮度照明的場所,可能需要選擇功率較大的驅動器;而對于空間有限的場所,則可能需要選擇體積較小的驅動器。
此外,隨著科技的發(fā)展,恒流LED驅動器也在不斷升級和改進。一些新型的驅動器具有更高的能效、更智能的控制功能以及更好的散熱性能,使得LED照明系統(tǒng)的性能得到了進一步的提升。
除了在照明領域的應用外,恒流LED驅動器還在其他領域得到了廣泛的應用。例如,在顯示技術中,恒流驅動器被用于驅動OLED(有機發(fā)光二極管)等顯示器件,確保顯示的清晰度和穩(wěn)定性。此外,在汽車電子、背光照明、信號指示等領域,恒流LED驅動器也發(fā)揮著重要的作用。
總的來說,恒流LED驅動器是現(xiàn)代照明技術中不可或缺的一部分。它通過精確控制LED的電流,保證了LED的穩(wěn)定工作和長壽命,為各種照明應用提供了高效、節(jié)能的解決方案。隨著科技的發(fā)展和應用領域的不斷拓展,恒流LED驅動器將繼續(xù)發(fā)揮重要作用,推動照明技術的進步和發(fā)展。本文設計的恒流源使半導體激光器工作在連續(xù)模式下,其驅動電源是最大輸出40A大電流的穩(wěn)流源,但輸出電壓卻很低,可以在2-10V之間。我們使用最大功率效應管在設計中作為調整控制管,通過控制此場效應管的柵源電壓U,即場效應管的開關來控制連接在漏極D上的負載電流I,并使其不變,從而達到恒流的目的。根據(jù)以上論述的設計思想,設計出了輸出電壓2-10V,輸出電流可達40A的恒流源電路原理圖,如圖3-1所示。
在正常工作時,MOSFET管QI的控制電壓V為正電壓,此正向驅動電壓V使MOSFET管飽和導通。流過半導體激光器的電流I指數(shù)規(guī)律遞增。
其中,I為MOSFET管一直導通時,Vdd對L充電所能達到的最大電路;
V為外加的電流電源;
U為半導體激光器的闕值電壓,
V為MOSFET管飽和導通時的漏電壓降;
R為LD在闕值以上工作時的動態(tài)等效電阻R和r以及L串聯(lián)的等效電阻值。
半導體激光電源恒流源電路圖
驅動器中的保護部分設計
驅動電源的穩(wěn)定與否直接影響到半導體激光器的工作效率和壽命,所以半導體激光驅動電源的保護是必要的。
(1)浪涌消除電路,浪涌是一種突發(fā)興致瞬態(tài)電壓或電流脈沖。半導體激光器的核心是PN結,當PN結能夠承受的正向電流超出了它的允許最大電流值時,嚴重會即時燒毀,輕微也會使性能受到影響,致使無法正常使用;如果PN結承受的反向電壓超過允許值,它會受到嚴重的損壞。
(2)軟啟動實現(xiàn)。在驅動器的電路的設計中,為了防止驅動器在上電沖擊外,同時要確保激光器兩端不能突然加上階躍電流。由于上升沿很小的階躍電流,會對半導體激光器產生不良的影響。因此在設計驅動器時,為了解決這一問題考慮增加軟啟動電路。
(3)過流過壓檢測電路,半導體激光器有正常工作電流和電壓,如果工作電流/電壓超過正常范圍,激光器會損壞,激光器價格昂貴,因不正常使用造成的損壞,會造成嚴重的經濟上的損失,因此必須辦半導體激光器的工作電流/電壓限制在設定范圍內。
(4)恒流源各部分的軟件設計,系統(tǒng)軟件采用的模塊化設計,包括:電流控制模塊、保護模塊、顯示模塊,鍵盤管理模塊和結束模塊等構成。





