直流输入方式下，让LED驱动器“动”起来

LED驱动电源是用来驱动LED照明灯正常发光的电源装置，是LED照明应用的重中之重。其核心是LED驱动芯片，亦称LED驱动器。今天笔者来介绍一下LED驱动器的驱动方案。

LED的原始电源不外乎两种：一是电池，二是市电。但提供给用户或者产品的供电模式有五种：

• 低压直流：电池、低压电源；
• 高压直流：高压电源；
• 低压高频交流：电子变压器等；
• 高压低频交流：市电；
• 低压低频电流。

直流输入方式下LED驱动器的驱动方案一般来说有两种：线性驱动和开关型驱动。

线性驱动

在众多照明应用中，线性LED驱动器是首选的方案，因为它们相对简单，易于设计，且使LED能够以精确的稳流电流来驱动，而无论LED正向压降（Vf）或输入电压如何变化。虽然驱动器是线性结构，必须匹配应用的功率耗散要求，所以存在着效率低、调节性差等问题，但是由于其电路简单、体积小巧，能满足一些特定的场合应用较多。

在电流低于350 mA的许多低电流LED应用中，如汽车组合尾灯、霓红灯替代、交通信号灯、大型显示器背光、建筑物装饰光及指示器等，可以采用普通的线性稳压器或是电阻来提供LED驱动方案。

电阻用于限制LED串的电流，是成本最低的方案，易于设计，且没有电磁相容性问题。但是，使用电阻时，LED正向电流由电压确定，在低电压条件下，正向电流较低，会导致LED亮度不足，且在负载突降等暂态条件下，LED可能受损。电阻方案的能效也最低，不利于节能，这在强调高低能耗的应用中尤为不利。此外，电阻方案也存在LED热失控及筛选问题。线性稳压器方案的提供较佳的稳流精度（±2%），支持过功率自调节，也没有EMI（电磁干扰）问题。这种方案的能效较低，成本适中。

开关型驱动

开关型驱动可以获得良好的电流控制精度和较高的总体效率,主要采用DC/DC变换器实现驱动功能。开关型DC/DC变换器按照输入输出电压的不同分为三类：降压（Buck）变换器、升压（Boost）变换器和降压-升压（Buck-Boost）变换器。应用方式主要分为降压式和升压式两大类。降压式开关驱动是针对电源电压高于LED的端电压或者是多个LED采用并联驱动情况下的应用。升压式开关驱动是针对电源电压低于LED的端电压或者是多个LED采用串联驱动情况下的应用。

降压变换器原理

当开关闭合时，加在电感两端的电压为（Vin-V0），此时电感由电压（Vin-V0）励磁，电感增加的磁通为（Vin-V0）*Ton。当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管D变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（V0）*Toff

当开关关闭和断开的状态达到平衡时，（Vin-V0）*Ton=（V0）*Toff，由于占空比D<1，所以Vin>V0，实现降压功能。

升压变换器原理

当开关闭合时，输入电压加在电感上，此时电感由电压（Vin）励磁，电感增加的磁通为（Vin）*Ton。当开关断开时，由于输出电流的连续，二极管D变为导通，电感削磁，电感减少的磁通为：（V0-Vin）*Toff

当开关关闭和断开的状态达到平衡时，（Vin）*Ton=（V0-Vin）*Toff，由于占空比D<1，所以Vin

升压-降压变换器原理

当开关闭合时，此时电感由电压（Vin）励磁，电感增加的磁通为（Vin）*Ton。当开关断开时，电感削磁，电感减少的磁通为：（V0）*Toff。当开关关闭和断开的状态达到平衡时，增加的磁通量等于减少的磁通量，（Vin）*Ton=（V0）*Toff，根据Ton和Toff值的不同，可能Vin>V0，也可能Vin