带有调光功能的大功率LED灯驱动电路设计方案

　　LED被公认为是绿色的第四代光源，是一种固体冷光源，具有高效、寿命长、安全环保、体积小、高可靠性、响应速度快等诸多优点。目前达到同样的照明效果，LED的耗电量大约是白炽灯的1/10，荧光灯的1/2 。LED驱动电路对LED来说至关重要，而LED调光控制可以节能，高亮度白光LED的驱动和调光是近年来研究的热点。本文在这方面进行了研究，针对现有电路的不足，设计了一款新颖的带有调光功能的LED灯驱动电路。

　　LED的特性

　　LED的理论光效为300 lm/W。目前实验室水平达260 lm/W，市场化水平在120 lm/W以上。高亮度LED的一般导通电压约为3.0~4.3V，其核心是PN结，其 伏安特性与普通二极管相同。其电流电压关系如式（1）：

　　式中，VF为二极管正向电压，I0是反向饱和电流，为定值，q为电子电荷1.6×1019，k为波尔兹曼常数，大小为1.38×10-23，T是热力学温度，常数β近似取2。当加在LED上的电压小于其导通电压时，LED上几乎没有电流通过。但当LED导通后，其正向电流随正向电压按指数规律变化， 很小的电压波动就会引起很大的电流变化。在导通区电压从额定值的80%上升到100%时，电流则从其额定值的0%上升到100%。

　　图1为某种LED相对光通量和其正向电流IF的关系，其他种类的大功率LED光通量与正向电流的关系与此虽有差异，但是差别非常小。图中可以看出， 当白光LED正向电流大于某一值时白光LED才能有效地发光，LED的光通量和其正向电流成正比的关系，因此可以通过控制LED的正向电流来控制其发光亮度。LED若采用恒压源驱动，很小的电压变化将引起很大的电流变化，因此恒压驱动只适用于要求不高的小功率场合下，在要求高的场合和大功率场合下LED都要采用恒流驱动。

　　研究表明，LED发光亮度随工作时间下降，亮度下降后光效随电流的增加而减少，LED的亮度与驱动电流成饱和关系。LED的电流达到其额定电流的70%~80%后，很大比例的电流转化成了热能，因此LED的驱动电流宜为工作电流额定电流的70%~80%。