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led驅動電源范文1
1.引言
隨著全球能源緊缺的狀況日益加劇，大力發展節能環保產品勢在必行。采用發光二極管（LED）作為發光源的半導體照明因具有節能、環保、體積小、長壽命的特點，成為頗具優勢的綠色節能照明光源。為加快發展中國的半導體照明產業，科技部于2003年成立了“國家半導體照明工程協調領導小組”協調組織實施國家半導體照明工程。在新頒布的《輕工業“十二五”發展規劃》中，照明電器產業被列為八個“重點行業技術改造工程”之一。2011年11月，發改委公布了白熾燈的淘汰路線圖，傳統高能耗的白熾燈將逐步淡出人們的視野。LED照明產品的驅動電源設計選擇既具有電源設計的普遍性又有它的特殊性。
2.LED的特性與驅動原理
2.1 LED的電氣特性
從白光LED誕生以來，LED用于常規照明領域成為可能。隨著近年來大功率白光LED的出現與發展，它已進入人們的生活照明、道路照明、工業照明等各個領域。
LED作為二極管的種類之一，具有同普通二極管相似的V-I特性，它的開啟電壓要大于普通二極管。當外部施加電壓大于開啟電壓后，電流將以正向電壓的指數倍增加。（如圖1）在LED導通后一定電流值范圍內，其發光亮度與電流值幾乎成線性正比關系。故外部微小的電壓變化都會引起發光亮度的顯著改變。而過大的正向電流會使LED發熱，LED的光效會隨著溫度的升高而降低。并且持續過熱會嚴重影響LED的壽命甚至造成其損壞。
2.2 LED的驅動方式
傳統的白熾燈直接使用交流市電，熒光燈需要高壓啟輝。而LED的驅動有別于傳統光源的驅動方式。為避免LED工作電流超出其最大額定范圍而造成損壞，需要用恒流方式加以限制。在照明產品應用中，LED多數是以串并聯組合成燈珠陣列的方式作為光源，為保證陣列中各個LED單元亮度的一致性，也決定了應采用恒流的驅動方式。
2.3 恒流電源的工作原理
在應用單顆或單串LED且負載功率較小的時候，通常會用在LED串上串聯限流電阻的方式來實現穩流。在LED負載功率稍大時則使用線性恒流穩壓器（CCR）來實現。（如圖2）這種方法在小功率應用時簡便易行。
但由于CCR方式效率較低，熱耗散高，在LED負載功率較大時就不適用了。在大功率應用時，通常使用反饋恒流的方式。圖3是一個恒流線性電源的基本模型。通過檢測LED串聯的取樣電阻Rs兩端的電壓，與放大器A1參考電壓比較，調整開關管Q1以維持Rs兩端電壓不變，即實現了負載中電流的恒定。
3.LED驅動電源的設計選擇
3.1 LED照明產品分類
各種照明產品又具有各自的應用與外形特點，設計選擇驅動電源時又通常使用負載功率等級的劃分方法。二者相結合考慮，可按表1劃分為四檔，便于驅動電源的設計選擇。
3.2 LED驅動電源的設計選擇要點
從表1中可以看出，功率等級劃分主要依據了不同應用環境下的照明需要。各個功率范圍燈具所需的電源在設計選擇時需要考慮其各自的應用特點。
(1)3W以下功耗的照明產品強調了小體積、可攜帶性等特點，作為輔助照明使用。光源通常使用單顆大功率LED燈珠，或串并聯幾顆低功率LED燈珠。使用12V以下的直流或電池供電。驅動電源拓撲通常使用線性電源、buck、boost等DC-DC變換，負載串聯限流電阻或CCR的方式實現電流的穩定。對于電池供電的產品需要考慮使用效率較高的拓撲以提高其續航能力。
(2)3～25W等級涵蓋了室內照明以及室外輔助照明等主要產品。他們功率低、體積小。受燈具外殼形狀的約束，印制板布局空間在一定程度上受到限制。驅動電源拓撲可選擇CCR、buck、boost、SEPIC等模型實現。對于日光燈管等建議使用隔離型反激電源拓撲進行設計以滿足安全規格與電磁兼容標準的要求
(3)25～75W區間的中等體積燈具，驅動電源放置空間較大，或者采用外置，空間設計難度較小。但由于一些產品的電源會暴露于室外條件，對電源本身的防塵防水特性提出了要求，通常應達到IP65（完全防止粉塵進入，用水沖洗無任何傷害）以上的標準。并且由于負載功率的增大，電源效率需達到80%以上的設計以減小熱損耗。并且在ICE61000-3-2和GB17625.1標準別規定了有功輸入功率25W以上照明用電設備需要限制諧波電流，減小對電力系統的影響。這類產品可使用無源功率因數校正的方式進行補償以節約成本。
(4)75W以上的大功率LED照明產品，對驅動電源提出了較高的要求。美國“能源之星”標準要求住宅用燈具功率因數應≥0.75，商用燈具應≥0.9。需要應用APFC（有源功率因數校正）提高功率因數，降低總諧波失真。電路拓撲以反激、正激為主，對于輸出功率大于150W時應采用半橋、全橋等諧振與軟開關變換拓撲，以提高電源的變換效率，通常應達到90%以上。
3.3 LED照明產品的調光方式
LED照明產品在有些應用中需要根據不同的環境調整的亮度。如公共場所照明，晚間需要維持一定的照明強度，而白天有日光的時候就可以降低以節約電能。這就需要LED驅動電源具備輸出電流可控的功能來改變燈具亮度。
目前常見的調光方式有模擬調光和脈寬調光兩種。傳統的TRIAC（雙向晶閘管）調光因為會導致電源功率因數與效率的大幅降低將逐漸退出實際應用。
(1)模擬調光
模擬調光又稱A-Dimming調光。以一定范圍內（通常是0～10V）的直流電壓觸發驅動電源控制器。因輸入電壓連續，可以對負載實現線性調光。但因調光電壓范圍較小，當電壓值較低時易被外界干擾，使得輸出電流不穩定，造成亮度閃爍。通常的解決方法是使電源輸出電流在調光電壓為0的時候依然有一定的輸出，來屏蔽掉會發生閃爍的區間。這就使得應用模擬調光的時候亮度不能做到全暗到全亮的區間變化。
(2)脈寬調光
脈寬調光即PWM調光。如圖4所示，以一定占空比的方波信號輸入驅動電源的控制器，通過控制與負載LED串聯FET的占空比來改變周期內負載LED的導通時間，使其呈快速閃爍狀態，這樣改變了LED中電流的有效值。由于人眼的視覺暫留現象，從而看到“連續”的光。占空比的范圍可以從0%～100%，負載LED的電流有效值可從0調節至最大。為避免人眼看到燈具的閃爍，脈寬控制信號的頻率通常使用200Hz，兼顧調光FET的開關損耗和減輕電源的電磁輻射。
對于一些手電筒以及室內照明產品等來說，使用者和燈具的距離較近，而200Hz的調光頻率是在人耳的聽頻范圍之內的，所以在這些應用場合，則需要提高脈寬調光頻率到20kHz以上，避免給使用者帶來不適感。
3.4 LED照明產品電源的保護特性
與普通開關電源一樣，LED照明產品的電源同樣需要具備各種保護功能以保證使用的安全，最基本需要包括以下三種：
①過壓/開路保護：負載斷路時電源為維持恒流特性會提升輸出電壓，當達到電壓限值一定時間則切斷輸出，直至重新手動開啟電源。
②過流/短路保護：當負載發生短路時觸發，電源將限制輸出電流值并間歇性自動重啟，直至故障解除。
③過溫保護：當電源工作溫度超過一定限值時觸發并停止工作，直至溫度恢復正常值并手動重新開啟。
在設計選擇時，必須選取具備這些保護功能的控制芯片和產品使用，防止安全隱患。
4.小結
隨著LED照明產品應用的推廣，它將逐步進入人們生活的各個領域。根據LED本身特性的要求，設計與選擇性能更加適合的驅動電源，可以提高燈具的整體壽命，充分發揮其節能環保的優勢。
參考文獻
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作者簡介：
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白熾燈雖能發出連續光譜，卻常用于交通號志等只需綠光、紅光和黃光的場合。這類應用須在白熾燈外加裝一個特定顏色的濾片，但它會造成六成的光能浪費。LED則能產生特定顏色的光，而且只要接通電源即可立即發亮，不像白熾燈需要200ms的反應時間，因此汽車產業早就將LED用于車燈。另外，DLP視訊應用也以LED作為光源，利用高速開關的LED取代原有機械組件。
LED的I-V特性
圖1是典型InGaA1P LED的正向電壓特性。LED電路模型可表示為一個電壓源串聯一個電阻，這個簡單模型與實際測量結果很吻合。電壓源為負溫度系數，因此正向電壓會隨著接面溫度升高而下降。InGaA1P LED(黃色與琥珀紅)的溫度系數在-3.0～-5.2mV／K之間，InGaN LED(藍、綠和白色)則介于-3.6～-5.2mV／K之間。負溫度系數是造成LED很難并聯的原因之一，因為越熱的組件會汲取越多的電流，越多的電流又會讓它的溫度進一步升高，最后就變成熱失控。
圖2是輸出光強度(光通量)與操作電流的關系，可以看出輸出光強度與二極管電流的關系很密切，只要改變正向電流就能調整LED的亮度。另外，這條曲線在電流較小時很像是一條直線，但其斜率在電流升高時會變得較小。這表示當電流較小時，只要二極管電流加倍就會讓輸出光強度加倍。電流較大時則非如此，此時電流加倍只會讓輸出光強度提高八成。這項特性對LED很重要，因為它是由交換式電源所驅動，所以可能會遇到很大的紋波電流。其實電源供應的成本在某種程度上就是由所允許的電流決定：紋波電流越大，電源供應的成本就越低，只不過LED的輸出光強度也會受到影響。
圖3是把三角紋波電流加到直流輸出電流后，輸出光強度減少的情形。由于紋波電流的頻率在多數情形下都遠超過人限所能分辨的80Hz，再加上人眼對光強度的反應又呈現指數關系，只要光強度減少不超過20％就不會被發現，因此就算LED電流的紋波很大，光強度也不會明顯減弱。
紋波電流還會增加LED耗電量，造成接面溫度上升，并對LED的使用壽命產生很大影響。圖4顯示LED輸出光強度與時間及接面溫度的關系。我們設定80％的輸出光強度為LED的使用壽命，則從圖4中可看出，當溫度從74℃降至63℃時，LED使用壽命會從10000小時增加為25000小時。
圖5是紋波電流造成LED功耗增加的情形。由于紋波頻率比LED的熱時間常數高，因此就算紋波電流很大(以及峰值功耗很大)也不會影響峰值接面溫度――這個溫度主要是由平均功耗決定。LED的大部份電壓降就像是一個電壓源，所以電流波形不會對功耗造成影響。然而電壓降中仍會有某些電阻分量，這部份的功耗等于電阻值乘以均方根電流的平方。
從圖5還能發現就算紋波電流很高，也不會對LED功耗造成太大影響。舉例來說，當紋波電流達到輸出電流的一半時，耗電量只會增加不到5％。但若紋波電流遠遠超出這個水平，設計人員就必須減少電源提供的直流電流，避免接面溫度升高而影響組件壽命。一個簡單的經驗法則是：接面溫度每降低10℃，半導體組件壽命就會延長一倍。另外，多數設計由于受到電感的限制，都會盡量降低紋波電流，因為大部分電感只能應付20％以下的Ipk／Iout紋波電流比。
典型應用
LED電流常由安定電阻或線性穩壓器控制，但本文主要討論交換式穩壓器。LED驅動架構基本上可分為降壓、升壓和升降壓等三種類型，實際架構則應由輸入電壓與輸出電壓的關系決定。
如果輸出電壓永遠低干輸入電壓，則可采用圖6所示的降壓穩壓器。在此電路里，輸出濾波電感L1的平均電壓是由功率開關的負載周期所控制。TPS5430內含的FET開關導通時會將輸入電壓連接到電感L1并產生電流，逆向電壓保護二極管D2則會在開關截止時提供另一條電流路徑。L1電感可以穩定LED電流，因為電路會透過電阻監控LED電流，然后比較電阻電壓與控制組件內部的參考電壓以判斷電流大?。喝绻娏魈。驮黾庸β书_關的負載周期來提高L1電感的平均電壓，以便讓LED電流升高。這個電路的工作效率很高，因為功率開關、逆向電壓保護二極管和電流感測電阻的電壓降都很小。
如果輸出電壓永遠大于輸入電壓，圖7所示的升壓轉換架構就是最佳選擇。這個設計除了控制電路外，同樣會使用內含功率開關的組件U1。功率開關導通時，電流會通過電感到地。開關截止時，U1接腳1的電壓會上升直到DI導通，電感也會經由輸出電容C3和多個串聯的LED開始放電。多數應用會利用C3穩定LED電流，若沒有該電容，LED電流會變成在零與電感電流之間交替切換的不連續電流，不僅會降低LED的亮度，還會產生更多熱量而縮短LED壽命。此電路也和前面一樣利用電阻感測LED電流，再根據結果調整負載周期。注意，此架構很大的缺點是沒有提供短路保護，輸出端短路會造成龐大電流通過電感與二極管，將導致電路故障或輸入電壓大幅下降。
如果輸入電壓的變動范圍很大，有時高于輸出電壓，有時又低于輸出電壓，那么單純的降壓或升壓架構就不適用。除此之外，升壓應用還可能需要短路保護功能。在此狀況下，設計人員應采用圖8所示的升降壓架構。這個電路與升壓轉換架構很類似，會在功率開關導通時建立電感電流，等到功率開關停止導通，電感電流就會通過輸出電容和LED。這種設計與升壓轉換架構的區別在于輸出電壓不是正值，而是負電壓。此架構還能在輸出短路時將開關QI切斷，所以可以避免升壓架構發生的短路問題。此電路的另一特點是盡管輸出為負電壓，感測電路卻不需執行電壓位準轉換――因為控制組件的地線連接到負輸出端，并直接測量感測電阻R100兩端的電壓。圖8中雖然只有1個LED，實際應用卻可串聯多顆。另外要注意的是，輸入電壓與輸出電壓的總和不能超過控制組件的最大電壓額定值。
控制回路設計
LED電源供應的電流回路設計要比傳統電源供應的電壓回路簡單。電流回路的復雜性是由輸出濾波架構決定的。圖9就是三種常見架構，分別是單純的電感濾波器(A)、典型的電源供應濾波 器(B)和改良型濾波器設計(C)。
為每個功率級電路建立簡單的P-Spice模型，以說明其控制特性的個別差異。其中降壓轉換功率FET與二極管的開關動作由一個10倍增益的壓控電壓源代表，LED由一個3Ω電阻串聯6V電壓源代表，LED與接地之間還有一個1Ω的電流感測電阻。模擬結果如圖10所示。
電路A是相當穩定的一階系統響應，其中，直流增益是由壓控電壓源、LED阻抗所構成的分壓器以及電流感測電阻所決定，系統極點則由輸出電感與電路阻抗決定。補償電路設計也很簡單，只要使用乙類放大器即可。
電路B由于包含輸出電容，所以會有二階響應。增加輸出電容是因為某些應用在電磁干擾或散熱因素的考慮下，不能容忍LED出現太大的紋波電流，因此需要輸出電容來消除紋波電流。這個電路的直流增益與前面的電路相同，但它會在輸出電感和電容所決定的頻率點上產生一對復數極點。由于濾波電路的總相位移為180°，因此補償電路設計必須謹慎以免系統不穩定。補償電路設計與采用丙類放大器的傳統電壓模式電源供應很類似，但比電路A多出兩顆零件和輸出電容。
電路C則會重新安排輸出電容的位置，使電路補償更容易。LED兩端的紋波電壓與電路B很類似，只不過電感紋波電流會通過電流感測電阻R105，這在計算功耗時必須考慮。此電路的補償設計幾乎和電路A同樣簡單，直流增益也與前面兩種電路相同。電路共有1個零點和2個極點，零點由電容和LED串聯電阻產生。第一個極點由輸出電容和電流感測電阻決定，第二個極點由電流感測電阻和輸出電感決定。當頻率很高時，此電路的響應與電路A相同。
調光
許多應用都需要LED調光功能，像是顯示器亮度控制和建筑照明調整。LED調光方式有兩種，一種是減少LED電流，另一種是讓LED快速導通和截止。由于輸出光強度不全與電流成正比，LED光譜在電流低于額定值時還常會移動，所以減少LED電流不是很有效率的做法。另外，人類的亮度感受還與光強度成指數關系，需大幅改變電流才能達到調光效果，這對電路設計造成很大影響，例如，電路容差(circuittolerante)就能讓3％的滿負載電流誤差在10％負載時增為30％以上。
電流波形脈沖寬度調變(PWM)雖圖11利用Q1對LED電流進行脈沖寬度調變然提供更精確的亮度調整，但響應速度要特別注意，如照明和顯示器應用就必須讓PWM速度超過100Hz，否則看起來會有閃爍的感覺。假設PWM頻率為100Hz，那么10％的脈沖寬度就已進入毫秒范圍，是故電源供應必須提供10kHz以上的帶寬。圖9中的A和C簡單回路都能輕易達到此要求。圖11是包含PWM調光功能的降壓轉換功率級電路，會不停接通和切斷LED與電路的聯機。這種架構讓控制回路永遠處于工作狀態，故能提供非?？焖俚乃矔r響應(見圖12)。
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據顧先生介紹,目前茂碩已經在北京中關村發展大廈創建了北京茂碩新能源科技有限公司。顯然,茂碩的北上戰略已經開始進入實質性的執行、落實階段。
“品牌”、“技術”、“可靠性”和“智能控制”,這些關鍵詞被顧先生反復提及。顧先生說,“這些,就是茂碩的生命!”
在茂碩,從研發、生產到銷售、服務等各個部門,我們看到的幾乎都是清一色的年輕人。他們穿著統一的茂碩工作服,在各自的崗位上專注地忙碌著。我們一行人的出現,自始至終都沒有引起他們一絲一毫的異動。
70%+傳統路燈缺陷=?
步入了九月,就開始走進真正的秋,國家“十城萬盞”半導體照明試點工程也迎來了一周年。在試點城市一年的工作推進中,很多細節問題開始涌現。
調查顯示,當前,所有導致LED路燈出現失效故障的原因中,由LED燈芯片的質量問題引起的約占10%,由LED路燈的線路、結構問題引起的約占20%,而其余的70%則全部是由驅動電源的品質問題所引起!
“影響LED驅動電源壽命的因素主要有四個:一、沒有按照LED燈具惡劣的工作環境來設計它的使用溫度(-40℃到70℃)。二、防護(防水、防潮、防雷和外殼耐曬)等級低;三、浪涌(電網的甩啟和防雷)保護設計等級低;四、電路設計、生產工藝、器件質量(電解電容壽命和工作溫度)等不合格。”茂碩電源研發總監蘇周總結道。
目前,LED燈具類標準的制訂工作還很滯后,而LED驅動電源市場的主要特征也還是客戶定制的運作模式。LED燈具的電壓、電流、功率等的等級不規范;LED燈具的空間有限,散熱條件差,電源能耗影響燈具的環境溫度;LED驅動電源屬較高端的產品,而從事設計制造的廠商中有大量是非專業的電源公司,仿冒現象非常嚴重。諸如此類的種種亂象,都在嚴重制約著LED產業的持續、健康發展。
同時,當前傳統路燈發展所面臨的一些問題,也給相關管理部門帶來了不少困擾,因而制約了路燈建設的發展。比如:一、控制落后:當前路燈控制,還停留在手動、光控、時控方式。受季節、天氣和人為因素影響,自動化管理水平低,經常該亮時不亮,該滅時不滅,極易造成極大的能源浪費,從而增加財政負擔。二、操控不便:調節操控能力不足。無法遠程修改開關燈時間,不能根據實際情況(天氣突變,重大事件,節日)及時校時和修改開關燈時間。三、燈況不明:不具備路燈狀況監測。現有的照明設施管理工作主要采用人工巡查模式,不僅工作量大,還浪費人力、物力、財力。故障依據主要來源于巡視人員上報和市民投訴,缺乏主動性、及時性和可靠性,不能實時、準確、全面地監控全城的路燈運行狀況,缺乏有效的故障預警機制。四、設施被盜:不具備設施防盜監測。城市路燈覆蓋面積大,管理手段落后,無法準確發現電纜盜割、燈頭被盜和斷路,一旦出現以上情況,勢必會給政府帶來巨大的經濟損失,同時影響市民的正常生活。
蘇周介紹說,解決當前路燈問題的方案應該包括:監控具備遠程性,監控具備實時性,單燈組控管理能力,群燈和線路集中管控能力,數據監測管理能力。
第一代LED路燈驅動電源,用工業電源或適配器代替,防水、防雷等級低,恒壓源設計,效率低(75%~85%),發熱嚴重,溫升高,驅動線路不穩定;第二代LED路燈驅動電源,防雷4KV,防水設計等級IP65或以上,采用灌膠工藝,AC-DC與DC-DC分開設計(或二合一),恒壓源效率提升到90-93%,系統效率提升到85-89%,壽命和可靠性有所提升;第三代LED路燈驅動電源,恒壓源及恒流源采用二合一設計,高電壓低電流多路輸出,系統效率提升到90-93%,線路穩定,壽命及可靠性得到提升,成本降低。
蘇周說:“第一代用恒壓驅動電源,當時業界對LED認識不深刻,喜歡用恒壓源做。后來發展到恒流,燈具廠自己做恒流,恒流驅動電源到了第二代。二合一恒壓加恒流,高電壓、小電流,是茂碩的最大的亮點。茂碩是把恒壓加恒流整合在一起,實現二合一驅動,性能做得更加可靠。路數減少,電壓提高,效率提高,性能提高。行業上普通用的是恒壓加恒流,而我們茂碩做的電源是高電壓小電流,高電壓達400多伏,電流在350mA~700mA,競爭對手還無法做到。150瓦做成三路兩路,每路成本省25元到35元,總共能省100元。而且效率高,溫升低,性能更加可靠。高壓的部分分幾塊:90~142V、燈珠數28~42顆,還有142~250V、燈珠數42~56顆。很多母組都是28顆一個母組,也有很多是56顆,最高的電壓是450V。120顆一串,在美國這邊都比較通行。高電壓小電流一串,最高的是300W,6~8車道,主要應用在高桿燈、廣場燈、機場。另外,我們的電源只要是用在路燈上,就都加電力載波?！?/p>
“智能的本質是便于遠程操作和遠程控制。要更加人性化,坐在辦公室里就可以調節、控制一段路的燈光。另外,我們區別于別人的地方是,不是客戶要求什么產品我們就提供什么產品,而是由客戶提供單個驅動電源電力、產品重量以及產品結構這三方面的指標,再由茂碩為客戶提供最終的產品解決方案,也就是你們知道的、廣受業界認可的、茂碩的LED路燈高可靠智能驅動解決方案?！闭劶懊T的核心業務,蘇周很自信,也很自豪。
5年承諾下的技術信心
“今年深圳地鐵隧道的LED燈具招標,在12家參與投標的企業中,有10家是來茂碩拿的電源,而且是同一天!”蘇周興奮地說。
伴隨LED照明產業的高速發展,茂碩近四年年均復合增長率達到了110%。專業生產各種LED室內外照明驅動電源、開關電源適配器及LED智能驅動網絡系統解決方案等產品。茂碩電源在國內大功率LED路燈(隧道燈)驅動電源市場上所占的份額達60%以上,已被公認為該領域的第一品牌。
談到當前LED驅動電源市場的整體情況,蘇周說:“要發展就要分析市場,分析競爭對手。目前LED驅動電源這一塊,臺達、明偉都是一流的企業,但他們用的是固定頻率,而我們用的是軟開關技術。應該來說,在這個方向,茂碩目前沒有競爭對手,無論國際國內?！?/p>
一般企業承諾LED電源壽命是3年,而茂碩承諾的則是5年。
“比一般企業多兩年,因為茂碩電源的效率更高、壽命更長。市場上50W的溫度一般是80~90度,茂碩電源是50~60度。產品溫升每提高約10度,壽命就縮短一倍。我們承諾的5萬小時,是經過第三方檢測驗證的。如150W的電源,經過第三方檢測單位――深圳燈光檢測中心的檢測、驗證,認定其壽命大于53000小時,所以我們有充分的信心?！?/p>
驅動電源是由幾百個電子原器件組成的,哪怕其中的一個幾分錢的小小電阻電容失效,都可能會造成電源無輸出或電壓電流不穩定。電源里的元器件越多,出現故障的可能性越高,所以在設計上茂碩電源努力做到體積最小化,減少元器件的個數。
為了保證電源的高可靠性和5萬小時的長壽命,茂碩100%采用世界一流品牌的電子原器件。驅動電源的使用壽命更是直接關系到LED照明產品的實際使用壽命,茂碩驅動電源壽命長達5萬小時以上,也就是說起碼可以滿足8~10年的使用要求。
“在產品設計開發流程上,嚴格控制產品開發的每一個環節。首先評估市場,制定出產品開發戰略,然后進行公司內部技術研評,接下來是新產品項目可行性研究立項、風險評估,到初步設計、工程樣機、小批試產、產品優化、二次試產等,都是按照嚴格的流程來做。在技術上,有嚴格的流程,按規律辦事,嚴格的梳理方案,評審,初評,復評,都是由有實戰經驗的專家團組成評審小組。經理說了不算?？偙O說了也不算。評審專家認為有問題的話就把方案打回去。”
“我們選的工程師至少是在電源行業的五年到八年,而評審人員則必須是八到十年,行業背景成熟,還需要有獨到的見解。”蘇周介紹到,最重要的是公司嚴格的品質驗證和測試程序,為了保證電源的質量,茂碩的電解電容、驅動IC、磁性器件、功率半導體器件等都采用了世界知名品牌,一個小電阻都要用最先進的、一線的品牌,規范產地要求,對物料采購層層把關。
“我們的產品首先要符合法律法規,要參考國內國際同類的標準,引用這些標準,第二個要了解行業發展,分析競爭對手的優劣勢?！?/p>
2008年,茂碩已經制定了LED驅動電源相關的企業標準。2009年,隨著LED技術和市場成熟,茂碩將企業標準更精準的分解到更專業的專用LED電源產品上。2010年,茂碩訂定并參與制定標準計劃,5月份開始積極參與國內和國外技術標準探討。7月31日前取得LED驅動電源申請國家技術標準的名稱、目錄、提綱,并確定為標準歸口單位。8月31日前參與技術標準的起草(包含性能指標驗證)。9月30日前參與技術標準的討論。10月30日前參與技術標準的修改定稿。2011年―2012年,參與LED驅動電源相關的國際標準的制定?？磥砻T已經做好了做大做強的準備。
面向客戶的多重智能解決方案
據蘇周介紹,目前,MOSO大功率LED驅動電源五大系列:恒壓驅動電源、恒流驅動電源、二合一恒壓加恒流、高電壓低電流及其低電壓、大電流。在MOSOLED電源智能控制系統又分為四大系列:包括DALI系列,時控系列,紅外線控制系列,電力載波系列。
據了解,目前市場應用于LED驅動電源管理、LED燈具的智能節能監控的解決方案可謂鳳毛麟角。
“對于路燈、隧道燈、廣場用燈、工業照明等如全面實施智能控制管理,將節省80%以上的人工檢查成本,故在LED行業存在一個強大的市場需求。茂碩電源開發此種解決方案正是應此LED產業空白需要而研究推廣”。蘇周說。
據介紹,茂碩電源此類解決方案有幾大明顯的特點:一是,節能、省錢。
如電力載波智能控制,以150WLED路燈為例;桿間距:30m/桿,雙側對稱布燈方式,每公里66盞路燈,每天調光時間:(見下表)
“每公里增加投入成本(批量):66盞×90元(電力載波模塊、集中器)=5940元;10公里增加投入成本(批量):660盞×90元(電力載波模塊、集中器)=59400元;每年每盞日常維護服務費:50元;每公里每年節約電費:66盞×0.31元×365天=7467.9元;10公里每年節約電費:7467.9元×10公里=74679元?！?/p>
二是,可以實施快捷維護保障機制服務;三是保護用戶早期投資;第四、環保,實現多功能、高可靠和智能化管理。
該解決方案產品圍繞實現節能、環保、多功能、高可靠和智能化管理等目標設計,增加開發“基于DALI協議的智能控制”功能,創新在傳統電源中采用DALI協議通訊技術,通過獨立的通訊線路,對每盞LED路燈進行遠程監控,進而實現對LED路燈開關、調光、亮度反饋、狀態查詢、故障報警、分組控制等的智能化管理,達到了進一步節電和提高LED燈使用壽命的目的。從照明使用時間上來算,智能控制LED系統所消耗電量大約是非智能LED消耗電能的3/4甚至更低。
由室外而室內,LED研發不停步
“LED電源是影響LED路燈質量的關鍵因素,并且維護成本比較高。電源一般在路燈的燈頭,維護的時候人工維護成本也比較高,因此對電源的可靠性要求很高?！?/p>
在研發上,加大投入,為了強化高可靠性這一競爭優勢,茂碩投入3000萬人民幣興建了產品可靠性實驗室,并將在今年下半年申請成為國家級可靠性實驗室。
未來在研發上,成立LED事業部,全部人員的重心都在LED?！暗谝粋€,從全球來講,我們在研發投入上,是走在前面的,今年投入了兩三千萬在研發上。因為要走在行業的前面,就要取得客戶的認可,拿到行業的準入證。這方面研發很重要?！?/p>
“研發上,今年的主要開發任務是75W-300W遠程控制系統,開發出系列電力載波的產品。低壓大電流轉變成為高壓小電流。“因為是在室外,風吹雨淋,雷擊,可靠性和壽命問題是關鍵。可靠性,首先是方案的選擇,第二是元器件的選擇,我們只用一線品牌二線品牌。一個電阻選材都是用國外的。第三是電容,我想在開發時盡量考慮少用電解電容,但像大功率的電源還難突破。小功率的還可以。電源由于均采用灌膠形式,里面有只要有一個元件失效這個電源就報廢。”
據蘇周介紹,茂碩下一步的發展戰略就是要研發出體積更小、成本更低、效率更高、可靠性更強的電源。室內電源已經開發出多個系列產品。小型號的,其它企業做的室內電源五瓦十瓦,都做得很大,放到到燈具里面。我們的何種要做到行業最小,用自己特殊的核心技術。已經研發出來的室內照明成本上是有競爭力的。體積小,性能好,成本低,更易于推廣。投入試用。
“飛利浦的強項不在于路燈隧道燈,室內照明技術環境不苛刻,而路燈是有難度和挑戰性的,我們如果做室內照明的,開發周期會減少三分之二。因為那個相對簡單得多。從國內來講,LED室內驅動電源這一塊,我們的進入比較晚,室外這一塊是我們的強項,我們在想如何把體積做小,小型化,現在我們接觸了很多客戶,歐洲美洲的,基本上是我們引導他們怎么消費怎么串怎么并怎么樣去封裝,當然出口份額相對比較小,國內只要是燈具廠商百分之八九十都是我們的?！?/p>
據了解,茂碩新總部位于深圳南山科技大廈,是深圳市政府專為高新技術企業籌建的科技產業大樓,計劃2011年底遷入。深圳西麗生產基地擁有現代化廠房達30000平方米,是目前的茂碩總部。茂碩惠州博羅生產基地生產面積達50000平方米的,建成后將使LED驅動電源年產能達3000萬只以上。
所有的跡象都在表明,茂碩正在一條專注化的道路上延展開來,在西麗,在南山區,在深圳,在惠州,在北京,在全國以至世界各地,茂碩作為當前LED驅動電源業內的翹楚,其所思考的是以后的路,是如何引領業內的航向與發展。堅持突破與創新的高標,是茂碩人普遍的共識,你可以從其井然有序的工作場景得知:
齊備龐大的銷售團隊,整齊如一的精神風貌;
研發部場面正熱火朝天,兩人一小組,五人一大組正集中攻克來自自身或客戶方發現或反饋的方方面面的信息,調試、檢測、再調試、再檢測;
而研發總監正在現場辦公為工程師答惑解疑,隨時解決研發人員提出的任何問題,也隨時下發來自上層的工作指令并執行;
總經理坐鎮主持日常大小事務,為公司保駕護航;
led驅動電源范文4
關鍵詞:LED背光;DC-DC;脈寬調制;反饋
中圖分類號:TN312+.8文獻標識碼:B
A Design of Wide Color Gamut Direct LED Backlight Driver Circuit
ZHANG Zhi-rui1, LIU Wei-dong1,2, QIAO Ming-sheng2
(1. Dept.of Electrical Engineering, Ocean University of China, Qingdao Shandong 266100, China; 2. Hisense Electric Co., Ltd., Qingdao Shandong 266071, China)
Abstract: This paper presents a wide color gamut LED backlight driver circuit, introduces the process of hardware design in detail, briefly shows the process how the FPGA control the LED driver.
Keywords: LED backlight; DC-DC; PWM; feedback
引言
LED背光源液晶電視以其特有的高性能獲得越來越多地關注,目前市場上的LED背光源液晶電視大多以白光LED為主,對比CCFL背光電視,白光LED背光電視無論在色域、對比度還是安全、綠色環保方面都有其無法比擬的優勢[1]。直下式背光模組的LED安裝在背光模組底面,其出光可以高效率地耦合到液晶面板,在大尺寸LCD應用中能保證均勻的亮度分布。而以紅、綠、藍三色LED按一定比例構成白光時,雖然能夠大幅改進液晶電視的顏色與亮度性能,但由于過高的價格和難以克服的色衰不一致問題,一直未得到長足的發展[2]。本文討論以獨特雙色管芯白光LED光源作為液晶電視背光源,其采用三合一封裝,由一個紅色管芯和兩個紅色互補色管芯組成,實驗證明其色域能達到NTSC(national television system committee)標準90%以上,但價格卻遠遠低于RGB LED,且性能更加穩定。
相比普通白光LED背光源,本文討論的大尺寸寬色域直下式LED背光源兩倍于相同數量的白光LED通路數量,需要更多的驅動芯片以適應其需要,因此16通路的驅動芯片在性價比方面有很大優勢。文中以16通路驅動芯片配合雙路升、降壓DC-DC控制芯片來實現雙管芯LED背光控制,結構簡單且控制方便。
1整體設計
整個背光驅動系統由DC-DC電路、LED驅動電路、反饋電路組成。FPGA對驅動芯片進行前端控制,設計中DC-DC為LED陣列提供穩定的電壓,驅動芯片使LED陣列保持恒流,以達到LED燈串亮度的高度一致,并保證在整體電流不變的情況下,利用FPGA對輸入圖像信號進行亮度提取,產生對應占空比的PWM方波控制LED點亮或者熄滅,對LED進行亮度控制[3]。驅動電路的反饋電路能使輸出電壓根據每串燈電壓的數值進行自適應調節,使其輸出電壓保持在最佳值,并保證驅動芯片的高效率。整體框圖如圖1所示。
2硬件結構設計
2.1電源驅動模塊系統設計
本系統電源提供24V電壓,由于雙色管芯白光LED需要兩個不同的電壓驅動,因此DC-DC控制器的選擇尤為重要,考慮到DC-DC控制器的簡易性,選擇雙路DC-DC以實現升、降壓輸出,簡化了電源模塊(DC-DC)的設計,將24V電源轉換成各個模塊所需電源。由于雙色管芯白光LED燈不同顏色芯片的前向壓降和驅動電流不同,因此需要不同的驅動芯片進行驅動。
由于LED的光特性通常都描述為電流的函數,而不是電壓的函數,而且Vf的微小變化會引起較大的If變化,從而引起亮度的較大變化。所以,采用恒壓源驅動不能保證LED亮度的一致性,而且影響LED的可靠性、壽命和光衰,因此本設計中LED燈串采用恒流驅動。
驅動芯片整體電路主要分為電流調節電路和數字邏輯控制電路兩部分,加上其它輔助電路實現完整的電路功能。電流調節電路主要用于通過外部調節電阻實現對輸出電流大小的控制和調節,在保證LED燈可靠性與安全性的前提下,達到液晶電視背光模組的亮度需要。數字邏輯控制電路部分主要用于外部數據的接收、鎖存以及使能控制功能,結合時間延遲電路,芯片內部集成8位PWM寄存器,實現對LED陣列256級亮度控制。
2.2DC-DC電路控制芯片的選擇與特性
本方案設計的液晶電視背光模組,每個燈串有9顆LED串聯組成,雙色管芯白光LED燈由于各自的前向壓降不同,經測試在各自不同的驅動電流下,每串分別需要18.7V、29.8V電壓。雙路輸出DC-DC控制器原理圖如圖2所示。
整個系統輸入電壓為24V,綜合考慮,選用ROHM9011轉換芯片,該DC-DC控制器采用電感式開關結構,運用電流/電壓雙路反饋控制、PWM調制以及同步整流控制,電流模式PWM控制采用雙閉環控制,提高了系統的瞬態響應速度,增強了系統的穩定性。同步整流技術采用功率NMOS管替代肖特基整流二極管,消除了二極管死區電壓的功耗影響,可以提高芯片的工作效率[4],優化芯片的性能,滿載效率達到90%以上。而且單顆芯片可以實現雙路輸出,以滿足不同顏色芯片對電壓的需求,簡化了PCB布局,具有很高的集成度。表1為同步整流和之前非同步整流兩種方式的效率比較,由數據可知,同步整流極大提高了系統的效率,對系統的功耗降低和系統的穩定有著積極意義。
2.3DC-DC控制器工作過程
2.3.1降壓電路VR
當Q1導通時,在電感L3中感應出左“+”右“-”的感應電動勢,續流二極管VD5關閉。LED的供電電壓通過電感L3后,經過LED燈串,經驅動芯片內部MOSFET后接地,形成回路。當Q1關閉時,由于電感電流不能突變,在電感L3中感應出左“-”右“+”的感應電動勢;Q2導通,電流經電感L3,Q2內部寄存二極管,LED燈串形成回路。輸出電壓由Q1的導通時間決定,二極管VD5的作用主要為防止芯片誤操作,即當Q1關閉后Q2沒有導通,從而引起Q2毀壞。
2.3.2升壓電路VB
當Q3導通時,電流通過L2經Q3到地,電源對電感進行充電,在電感線圈未飽和之前電流線性增加,電能以磁能形式存儲在電感線圈L2中。由于開關管導通,二極管承受反向電壓,此時電容C2向LED燈串放電。當晶體管Q3關斷時,由于線圈L2中的磁場將改變線圈L2兩端的電壓極性以保持電流不變,這樣線圈L2磁能轉化成的電壓與電源串聯,同時向電容C2、負載供電。L2電流是連續的,但流經二極管VD2的電流是脈動的,且由于C2的存在,LED燈串上仍具有穩定連續的負載電流。
本設計采用電流控制模式,它是一種固定時鐘開啟、峰值電流關斷的控制方法,電流控制模式把變換器分成電流、電壓兩條控制環路。輸出電壓Vout經過反饋電路分壓電阻R14、R15分壓后送入誤差放大器的反相輸入端,而放大器的同相輸入端為精密溫度補償基準電壓VREF,兩者之差被放大后與電感電流的采樣信號相比較,決定是否關斷開關管。DC-DC反饋電路是保證在輸入電壓發生變化或者負載變化的情況下使電路輸出電壓保持穩定。
2.4驅動芯片特性
本方案中驅動芯片選用MSL3162,共有16通道,內部每個通道亮度寄存器的長度是8位,每個通道可以通過PWM方式根據內部亮度寄存器的值進行256級亮度控制。另外,驅動電流的最大值可通過片外電阻設定,在4.5～5.5V的輸入電壓范圍內,可實現對LED的恒流驅動,每通道最大驅動能力為100mA,可根據需要自由調節。電路擁有典型值為3%的各通道間的電流匹配精度,整個驅動電路相當于恒流源,可消除因溫度和工藝引起的正向電壓變化所導致的電流變化。MSL3162相比以往常用的8通道LED恒流驅動器,具有更強的多通道驅動能力、更優的輸出電流調節精度以及更高的電流匹配精度,同時還擁有較小的芯片面積,有利于大尺寸直下式LED背光電視驅動設計。1MHz I2C接口用于數據傳輸和錯誤偵測,在串行總線上可最多帶16個驅動芯片,其物理地址可通過AD1、AD0引腳進行硬件配置。實際應用原理圖如圖3所示。
本文LED驅動芯片電流通過一個連接在ILED管腳的外部電阻來調節。RSET管腳被內部調節到350mV,使得流出該管腳的電流IILED=0.35V/RILED,LED電流控制電路將流入LED管腳的電流ISTR調節為ISTR=6000×IILED=6000×0.35V/RILED,因此RILED= 2100/ISTR。本設計中,紅色管芯需要20mA電流,紅色互補色管芯需要40mA電流,由上述公式可知電阻R11、R4分別選擇105kΩ和52.5kΩ。再通過輸出電流反饋環路來調節PWM占空比,從而使負載LED的電流ISTR在穩態時等于設定值,從而實現了對輸出電流的控制,以驅動不同管芯的LED負載。
2.5驅動芯片與DC-DC反饋連接方式
本文驅動芯片采用級聯方式,第一顆驅動芯片的FBIN接地,其FBO與后一顆驅動芯片的FBIN相連,最后一顆驅動芯片的FBO與DC-DC控制器的分壓電阻相連,輸出將反饋引入外部DC-DC控制器,以此來控制輸出電壓,以減少加在驅動芯片的電壓,提高了系統效率。具體的MSL3162級聯方式和FBO與DC-DC分壓電阻之間的連接方式如圖4所示。
FBO信號非常敏感,因此在閑置不用的情況下,要接地而且要盡可能靠近GND,當FBIN/FBO信號穿過電路板時,應縮短走線長度,如有大電流信號應盡可能避開反饋信號或將反饋信號包地線,以屏蔽噪聲信號。FBO輸出反饋電流到外部DC-DC,但一旦MSL3162關斷,FBO不僅不能為電源提供驅動電流,反而使DC-DC負載和輸出電壓增加,為防止這種情況發生,在本設計中將FBO與DC-DC控制器分壓電阻之間接入肖特基二極管。
2.6各種控制信號
FPGA通過SCL、SDA、GSC、PHI接口控制驅動IC,從而控制LED陣列。SDA為串行數據輸入/輸出,SCL為時鐘輸入,GSC為FPGA輸入到驅動芯片的基準頻率,PHI為調光頻率,該驅動芯片采用I2C協議與前端的FPGA進行通信。具體工作過程為:系統上電后,首先對MSL3162進行初始化,驅動芯片的E2PROM數據根據初始設定值自動寫入相應的寄存器,包括輸入/輸出端口定義、時鐘初始化以及定時器和中斷的初始化設置,然后由FPGA將提取的亮度信號數據通過I2C接口送至MSL3162的內部寄存器。其中占空比數值分別寫入寄存器PWM0至PWMF,PWM0至PWMF為8位寄存器,芯片內置計數器,當來一個GSC上升沿即計數一次,每次計數結束后即與寄存器PWM0至PWMF內部數據相比較,若計數器數據小于寄存器數據則保持低電平,計數器繼續計數,直至計數器數據等于寄存器數據,則輸出高電平,使LED燈串關斷,此周期數據輸出完畢后,PHI的電平上升,使整個驅動芯片復位,進入下一周期數據讀取。FPGA通過寫入寄存器的數值控制LED開啟的脈寬,來實現對每串燈的亮度控制。
3結論
本文設計了一種寬色域、直下式LED背光源驅動電路,針對所選取的背光源特性,解決了驅動部分的電路設計,并在所開發的背光系統上實現了PWM調光。實驗證明,該系統單通道電流精確可控,光學效果非常優異,極大提高了液晶電視的色域。在此基礎上,如何在保證LED燈的可靠性、散熱性與光均勻性的前提下,降低LED背光模組的厚度,并進一步完善LED動態背光控制算法成為下一步工作的重點,以使直下式LED背光液晶電視能在顏色表現力與超薄設計方面均有突出表現。
參考文獻
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led驅動電源范文5
關鍵詞：LED路燈；驅動電源；模塊化；接插件
LED照明具有節能環保、使用壽命長、應用廣泛等特點，是節能環保產業的重要組成領域。隨著技術的不斷突破、節能效果的日益顯現和國家對節能環保產業的大力推動，室內LED照明已取代白熾燈、熒光燈走進了千家萬戶。
在室外，路燈照明消耗著巨大的電能。作為能源消費大國，在當下節能環保理念驅動下，有著高效、節能、使用壽命長、顯色指數高的LED就順勢成為了新一代的節能光源。但由于LED路燈工作在惡劣的室外環境，因此對其驅動電源有著很高的性能和可靠性要求。
1 LED路羥動電源壽命現狀分析
作為LED照明燈具的電源供應器，LED驅動電源能將外界一次電能轉換為LED所需的二次電能，是LED照明燈具的核心部件，其品質對LED照明燈具的可靠性具有重要影響，其穩定性也是LED照明燈具使用壽命的關鍵因素。
通過對大功率LED路燈進行跟蹤檢測，部分LED燈具陸續出現故障。通過對故障的分析，我們發現LED驅動電源損壞所占比例高達90%。雖然LED路燈理論使用壽命長達5萬小時（13.7年），但其驅動電路的壽命較短，約為1.2萬小時（3年）。驅動電源成為制約LED路燈使用壽命的短板。另外，由于防水防塵等工況要求，LED路燈驅動電源一般都封裝在產品內部，給LED路燈維修帶來不便，更換驅動電源的費用較高。因此，提高LED路燈驅動電源的使用壽命、降低其維修成本，提升維護便利性將極大地提升LED路燈的實際使用壽命和價值。
2 解決思路
LED驅動電源的輸入電能包括交流電和直流電，而輸出電能一般為可隨LED正向電壓變化而改變電壓的恒定電流，因此在驅動電源中需要的電子元器件一般有電容、電阻、電感等等。目前業內都非常清楚，如果LED驅動電源電路里有電解電容，那么其壽命主要取決于電解電容。電解電容的使用壽命有一個大家公認的近似計算法則：即溫度每下降10 度其使用壽命增加一倍。比如說標稱105攝氏度壽命為2000 小時的電解電容，在65 攝氏度下使用壽命大約是32000 小時。而LED路燈工作場所為室外，在當今全球變暖的環境下，我國大部分地區夏季的地面溫度已經超過70攝氏度，在這樣的條件下，電解電容的平均壽命已不到1.5萬小時。
目前大功率LED路燈照明中的驅動電源，電解電容均是焊接在電路板上，并且整個電器部分被封裝在內部。在電解電容損壞、而其它電器元件完好的情況下，整個驅動電源都將被換掉，形成了極大的浪費。只要LED燈芯片結溫散熱達到要求，LED燈珠壽命就有近5萬小時，但是幾乎所有LED路燈的驅動電源均提早損壞。目前LED路燈的驅動電源質保時間一般均為三年，若按每天使用12小時、一年365天計算，也只使用了不到1.4萬小時，質保5年的也只有近2.2萬小時。這與LED芯片燈5萬小時的使用壽命相差甚大。不管現在經智能控制，由于時控節能減少了功率而壽命得到了相對延長，但與LED芯片燈珠相比，其壽命仍然較短。
為節約資源，提高驅動電源的利用率和整體壽命，可以采用一種模塊化的設計方法。將電解電容易損電器元件當作與電路板分離的一種附件，不直接安裝在電路板上，利用一個外殼把相關易損元器件全部封裝進一個模塊化電器接插件中，按需通過各種接插件組與電路板內各個電解電容位子用電路板或線路連接，當電解電容達到使用壽命時只需更換該模塊接插件，驅動電源就可以再次使用。在LED芯片燈正常的使用壽命里，正常情況下只需更換二次該模塊接插件即可，這樣可以使得LED路燈整體5萬小時的使用壽命成為現實。而且該模塊化接插件可以通過相關線路與電路板連接，通過防水防塵防曬設計，其安裝地點可選余地更大，可以方便地進行后續更換，無需高空作業，做到和普通家庭更換燈一樣方便。
3 結束語
LED驅動電源的故障問題不可能完全避免，而模塊化設計早已成為當今的潮流，如果驅動電源能用模塊化插拔的方式解決維護問題，一定會受到用戶的歡迎；在所有廠商都采用模塊化設計后，通過使相關接口標準化，通用化，把LED路燈驅動電源的更換做成和常規照明的光源的更換一樣簡便時，制約LED照明產業發展的關鍵因素的LED路燈驅動電源定將會得到長足的發展。
參考文獻
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[2]行業分析：LED驅動電源市場發展現狀及競爭情況[J].中國路燈，2015，5：42-44.
led驅動電源范文6
>> LED相控調光與有關問題 有關LED電子顯示屏的探討 有關澆筑混凝基礎與預留孔方面的特殊要求 母線安裝時的有關要求與注意問題 播放電影持續停頓 原來與硬盤驅動有關等 有關樁基檢測技術的應用與展望 有關工程防水技術與施工管理探討 與智能視頻監控有關的技術挑戰 有關舞蹈編導的技術與理念探討 與酒有關 與幸福有關 與母親有關 與趣味有關 與月亮有關 與“幸福”有關 與海寧有關 與大地有關 與你有關 與飛行有關 與咖啡有關 常見問題解答 當前所在位置：
關鍵詞：LED；驅動電路；匹配；恒流驅動；恒壓驅動
DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.6.004
LED驅動電路的主要功能
LED驅動電路應確保LED的恒流工作特性，尤其在電源供電電壓發生變化時，仍能保持LED工作電流的穩定。實現：
1.確保LED負載工作電流穩定；
2.避免LED驅動電流超出最大額定值，影響LED負載的工作可靠性；
3.獲得要求的流明輸出，并保證各LED發光亮度和發光色度的一致性。
同時，LED驅動電路應保持較低的功耗，這樣才能使LED照明系統的工作效率保持在較高水平。
尤其在調光方面，LED 不僅可實現0～100%的調光，而且還可以保證在整個調光過程中有較高的發光效率，并不損害LED 的工作壽命，而氣體放電燈則很難做到這一點。
LED燈具中有關部件損壞比例如圖1所示，其中，LEDs的損壞率為10%，控制電路為7%，LED燈具的安裝為31%，LED驅動器為52%。可見在LED燈具中LEDs的損壞率并不高，LED驅動電路失效率相對較高為52%，LED燈具失效90%并非來自LED（數據來源：Appalachian Lighting Systems）。該數據的統計條件是在5400件LED燈具中失效燈具為29具（失效率為：0.54%）的實驗條件下進行的。
LED驅動電路的技術要求
對LED 驅動電路主要技術指標有：最大輸出功率，允許工作溫度范圍，瞬態開/關工作特性，功率因數不低于0.9，輸入和輸出電壓變化范圍，允許的最大輸入電壓和電流，驅動電源的總諧波失真（THD）等。
對更高級的LED驅動器應具有可以監測和報告LED照明系統所有工作狀態參數和智能控制功能，例如可以實現對LED的VF值無需分級、對由于LED驅動器和LED燈具之間的線路電壓降進行自動檢測和補償、光學反饋、自動進行白光LED的相關色溫（CCT）控制、多色LED相關色溫（CCT）控制等控制功能。
影響LED照明產品工作可靠性的主要因素
在LED驅動電路的使用過程中應注意LED驅動電路的應用場合，例如注意LED驅動電路的用途、安裝方式、環境噪聲干擾、正確使用LED驅動電路和有關技術支持會對提高LED驅動電源工作可靠性有幫助。
在使用LED驅動電路時還需注意LED驅動電路的輸入電壓適應范圍、輸出電壓和輸出電流變化范圍，合理對LED及其驅動電路進行熱管理，LED驅動電路應選用合適型號的電解電容器。
對LED驅動電路的機械部件注意安裝機械應力、抗震動性和防潮濕、防水等問題。注意有關光學部件和LED部件的光輸出、發光顏色、發光角等技術參數對使用環境的影響，注意LED驅動電路的抗UV/抗化學腐蝕性和正確使用LED驅動電路等問題。
目前LED驅動電路存在的一些主要問題如下：
1.質量一般的LED驅動電路不采用閉環反饋控制技術；
LED驅動電路常見干擾
LED驅動電路常見的干擾有電壓下陷、電壓上突、欠電壓、過電壓、振蕩波的瞬態干擾、照明設備的瞬態干擾、輸入浪涌電流或浪涌電壓干擾、共模噪聲、差模噪聲、電壓不平衡、電壓失真等，這些干擾均會對LED照明驅動電路的正常工作造成影響，嚴重時有可能損壞LED照明驅動電路，所以在設計LED驅動電路時需考慮驅動電路的抗干擾工作性能，確保驅動電路可靠工作。
LED恒壓和恒流驅動電源工作原理
LED線性恒流（CC）驅動電源具有電路簡單、使用元器件數量少和EMI小的特點。
LED采用串聯工作方式可以確保通過每只LED的工作電流一致，而 LED恒壓（CV）驅動LED并聯使用時則不能確保通過每只LED的工作電流一致。
線性LED驅動電路的功耗可以用公式（VIN–n×VF）×IF表示，公式中n表示LED負載串中的LED數，在LED負載電流等于或大于350mA的應用場合，線性LED驅動電路中的功率管需用散熱片，加大了LED驅動電路的成本和體積。
（1）LED恒壓驅動電源工作原理
LED負載恒壓驅動電源工作原理圖如圖2所示，通過調節輸出取樣電阻RFB1和RFB2的取值，可以調節輸出電壓數值。由于LED的發光色溫、輸出流明數和LED的正向工作電流有關，為穩定LED光輸出，實用中不宜采用恒壓LED驅動工作方式。
（2）LED恒流驅動電源工作原理
LED恒流驅動電源工作原理圖如圖3所示，穩定的LED負載工作電流對穩定LED的發光色溫和輸出流明數有利。所以，實用中LED負載采用恒流驅動較為有利。在圖3中，調節電流取樣電阻RFB的參數就可以實現LED負載驅動工作電流的調節。
實用中，如果LED負載驅動電源輸入直流電壓低于LED負載串的工作電壓，可以采用輸出升壓（Boost）電路來為LED負載供電。電感型輸出升壓（Boost）變換器很適用于輸出電流大于350mA的恒流LED驅動應用場合，這時輸出電壓隨LED負載串的電流變化而變化。