LED的恒流驅(qū)動(dòng)LED是2～3伏的低電壓驅(qū)動(dòng)，必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。國(guó)際市場(chǎng)上國(guó)外客戶(hù)對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源的效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設(shè)計(jì)一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù)，因?yàn)殡娫丛谡麄€(gè)燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。用LED作為顯示器或其他照明設(shè)備或背光源時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)，主要原因是：1. 避免驅(qū)動(dòng)電流超出最大額定值，影響其可靠性。LED驅(qū)動(dòng)是一種半導(dǎo)體器件的配套電源設(shè)備，用于為L(zhǎng)ED提供穩(wěn)定的工作狀態(tài)和保護(hù)，滿(mǎn)足其苛刻的電源要求，具有高可靠性、高效率和高功率因數(shù)等特點(diǎn)，以確保LED正常發(fā)光并延緩其光衰。驅(qū)動(dòng)電路的基本任務(wù)，就是將信息電子電路傳來(lái)的信號(hào)按照其控制目標(biāo)的要求，轉(zhuǎn)換為加在電力電子器件控制端和公共端之間，可以使其開(kāi)通或關(guān)斷的信號(hào)。對(duì)半控型器件只需提供開(kāi)通控制信號(hào)，對(duì)全控型器件則既要提供開(kāi)通控制信號(hào)，又要提供關(guān)斷控制信號(hào)，以保證器件按要求可靠導(dǎo)通或關(guān)斷。

恒流控制

恒流控制是通過(guò)控制輸出電流來(lái)保持LED工作時(shí)的恒定亮度。無(wú)論輸入電壓變化或LED電阻變化，恒流控制都可以確保LED正常工作并保持穩(wěn)定的亮度輸出。恒流驅(qū)動(dòng)具有以下特點(diǎn)：

?穩(wěn)定性?：確保LED在不同工作條件下都能提供穩(wěn)定的亮度輸出，降低因電流波動(dòng)而引起的顏色偏差?1。

?耐受性?：能夠適應(yīng)LED電阻值的變化，使得在一組LED中存在的小差異對(duì)亮度的影響最小化?1。

?可調(diào)性?：通過(guò)改變輸出電流來(lái)調(diào)整LED的亮度水平，滿(mǎn)足不同照明需求?1。

?長(zhǎng)壽命?：避免超過(guò)LED額定電流，從而延長(zhǎng)LED的使用壽命?1。

恒流驅(qū)動(dòng)適用于需要保持穩(wěn)定亮度和色彩一致性的場(chǎng)景，如室內(nèi)照明、舞臺(tái)燈光、廣告牌等?1。

恒壓控制

恒壓控制是通過(guò)控制輸出電壓來(lái)保持LED工作時(shí)的恒定電壓。無(wú)論輸入電流變化或LED電阻變化，恒壓控制都可以確保LED正常工作并保持穩(wěn)定的電壓。恒壓控制的特點(diǎn)包括：

?靈活性?：適應(yīng)不同數(shù)量和類(lèi)型的LED串聯(lián)、并聯(lián)配置，滿(mǎn)足不同電源需求?1。

?節(jié)省成本?：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，成本較低?1。

?安全性?：避免超過(guò)LED額定電壓而引起的損壞風(fēng)險(xiǎn)?1。

?多功能性?：提供多種參數(shù)可調(diào)，如亮度、顏色、閃爍等?1。

led(2張)2. 獲得預(yù)期的亮度要求，并保證各個(gè)LED亮度、色度的一致性。

LED已成為照明的首選。但在大多數(shù)應(yīng)用中，僅憑LED本身還無(wú)法實(shí)現(xiàn)其照明的功能，必須采用合適的電源才能工作。這樣的驅(qū)動(dòng)器電路自然應(yīng)該盡可能高效以降低能耗，LED主要使用開(kāi)關(guān)電源的原因正在于此。當(dāng)前針對(duì)LED產(chǎn)生的干擾的各種測(cè)量、評(píng)估和記錄標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)確立，為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)提供干凈可靠的電源是設(shè)計(jì)重點(diǎn)。

多管齊下的防與堵，核心在于解決“源頭”

為讓無(wú)處不在的LED不成為EMI的重災(zāi)區(qū)，LED產(chǎn)品也要使用各種EMC標(biāo)準(zhǔn)，包括歐盟的所有電氣電子產(chǎn)品都要求有CE標(biāo)志，只有合規(guī)的LED照明設(shè)備才能在歐洲經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)流通。世界其他地區(qū)，設(shè)定了其他與電磁輻射干擾相關(guān)的重要要求，例如UL、CSA等標(biāo)準(zhǔn)。

有許多專(zhuān)門(mén)涉及LED燈的安全性和電磁輻射的標(biāo)準(zhǔn)，其中一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)是CISPR 11。CISPR代表國(guó)際無(wú)線(xiàn)電干擾特別委員會(huì)。還有許多其他基于CISPR標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定和法規(guī)，包括ISO、IEC、FCC、CENELEC、SAE等。

控制EMI的方法有許多種，包括屏蔽、濾波、隔離、鐵氧體磁環(huán)、信號(hào)邊沿控制以及在PCB中增加電源和GND層等等。就電源而言，傳統(tǒng)方法是通過(guò)減慢開(kāi)關(guān)邊沿或降低開(kāi)關(guān)頻率。但是，這兩種方法都會(huì)產(chǎn)生不良的影響，例如效率下降，最短接通和關(guān)斷時(shí)間增加、需要采用大尺寸的解決方案等，而且EMI 濾波器或金屬屏蔽等替代方案在所需的電路板空間、組件和裝配方面增加了大量成本，并使熱管理和測(cè)試復(fù)雜化。

開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的輻射一部分是傳導(dǎo)發(fā)射，部分是輻射發(fā)射。因此，LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的電磁輻射既可以通過(guò)電源線(xiàn)傳輸，也可以磁耦合或容性耦合到相鄰電路段中。這些輻射通常不會(huì)造成破壞，但可能導(dǎo)致相鄰電路元件工作不正常。

采取適當(dāng)措施并使用外加的電源線(xiàn)濾波器，可以確定地減少傳導(dǎo)發(fā)射。此類(lèi)濾波器用于濾除共?；虿钅Ｔ肼?。在這里，作用的頻率范圍通常低于30 MHz。但是，開(kāi)發(fā)此類(lèi)濾波器并非那么簡(jiǎn)單。濾波器通常針對(duì)特定頻率范圍進(jìn)行優(yōu)化。在其他頻率范圍，寄生效應(yīng)以及其引起的器件特性變化可能會(huì)造成影響。

這種方式無(wú)法確定降低輻射發(fā)射，PCB走線(xiàn)及無(wú)源電路元件的寄生電感和電容的大小起著決定性的作用。通常頻率在30 MHz以上至相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的上限時(shí)，降低這些輻射發(fā)射非常困難，它需要豐富的經(jīng)驗(yàn)和背景知識(shí)。特別是LED燈的驅(qū)動(dòng)，輻射發(fā)射水平可能非常高。通常是驅(qū)動(dòng)一串LED，此串聯(lián)電路常常需要占用電路板上的大量空間。因此，其電路布局具有天線(xiàn)的特性。屏蔽電路復(fù)雜且昂貴，甚至因?yàn)楣饩€(xiàn)無(wú)法穿過(guò)金屬板屏蔽層，對(duì)LED甚至不能使用金屬板屏蔽。因此，解決之道在于限制所產(chǎn)生的輻射發(fā)射量。

打鐵還需本身硬，采用滿(mǎn)足CISPR25EMI規(guī)格的LED解決方案

汽車(chē)中的大量電子產(chǎn)品必須具有合理的低電磁干擾，以避免妨害無(wú)線(xiàn)電接收、GPS 導(dǎo)航工具和其他形式的通信和廣播。在該環(huán)境中通常使用開(kāi)關(guān)模式穩(wěn)壓器，而且此類(lèi)穩(wěn)壓器必須以減輕其固有噪聲特性為目標(biāo)來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。要做到這一點(diǎn)并非總是輕而易舉的，特別是因?yàn)槠?chē)中電子產(chǎn)品的功率和數(shù)量不斷地增加。

隨著三電系統(tǒng)帶來(lái)車(chē)內(nèi)車(chē)外的照明系統(tǒng)變革，LED車(chē)燈光源成為汽車(chē)照明的不二選擇，包括前照燈、日間行車(chē)燈、側(cè)面指示燈和環(huán)境照明。其中前照燈組將遠(yuǎn)光燈和近光燈、晝間行駛燈，有時(shí)還包括信號(hào)燈和示寬燈整合為單個(gè)車(chē)前燈組。該燈組的組件會(huì)具有各不相同的電壓和電流要求、拓?fù)?、功率?jí)別或調(diào)光功能要求。滿(mǎn)足各種要求常常意味著需采用單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)器解決方案。

使用多個(gè)驅(qū)動(dòng)器不僅使物料清單和生產(chǎn)過(guò)程復(fù)雜化，而且還會(huì)導(dǎo)致難以滿(mǎn)足EMI標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)額外的驅(qū)動(dòng)器都會(huì)將其高頻信號(hào)添加至交織混雜的EMI，從而使EMI認(rèn)證、故障排除和緩解工作變得復(fù)雜。它必須具有小巧和通用的特點(diǎn)，以便容易地安裝到燈組十分受限的空間之中，并產(chǎn)生極低的EMI，從而盡量地減少研發(fā)工作量并免除增設(shè)昂貴EMI金屬屏蔽外殼的需要。而且，它還應(yīng)該是高效率的。下面以ADI公司的同步、四開(kāi)關(guān)降壓-升壓型LED控制器LT8391A為例，提供一種在滿(mǎn)足所有上述要求的解決方案，并可驅(qū)動(dòng)整個(gè)車(chē)前燈組，而且還是僅采用單個(gè)控制器。

LT8391ALED驅(qū)動(dòng)器專(zhuān)為汽車(chē)前照燈而設(shè)計(jì)，它采用AEC-Q100組件并滿(mǎn)足CISPR25Class5輻射EMI標(biāo)準(zhǔn)。擴(kuò)展頻譜頻率調(diào)制降低了EMI，而且還在執(zhí)行PWM調(diào)光的同時(shí)無(wú)閃爍地運(yùn)行，而且僅需小型的電感器以及特別小的輸入和輸出EMI濾波器。對(duì)于2MHz轉(zhuǎn)換器而言，不需要使用大型LC濾波器，而僅采用了小的鐵氧體磁珠以降低高頻EMI，這是極大的優(yōu)勢(shì)。

采用LT8391A的2MHz演示電路DC2575A以1.5A驅(qū)動(dòng)16VLED

汽車(chē)EMI要求不容易通過(guò)高功率轉(zhuǎn)換器得到滿(mǎn)足。布設(shè)在大面積PCB上且靠近大電容器的高功率開(kāi)關(guān)和電感器會(huì)形成不希望有的熱環(huán)路，特別是在包括一個(gè)大檢測(cè)電阻器的時(shí)候。獨(dú)特的LT8391A升降壓型架構(gòu)將檢測(cè)電阻器從降壓和升壓開(kāi)關(guān)對(duì)熱環(huán)路中去除，因而實(shí)現(xiàn)了低EMI。

用于車(chē)前燈組(近光燈、遠(yuǎn)光燈和DRL燈)的LT8391A多光束LED解決方案

從上圖可以看出，LT8391A 2MHz、60V 升降壓型 LED 驅(qū)動(dòng)器控制器可為汽車(chē)前照燈中的LED燈串供電，該器件的特點(diǎn)包括其低EMI四開(kāi)關(guān)架構(gòu)和擴(kuò)展頻譜頻率調(diào)制功能，用于滿(mǎn)足CISPR 25 Class 5 EMI 規(guī)格要求。此外，該器件獨(dú)特的高開(kāi)關(guān)頻率允許其在高于AM頻段的頻率條件下工作，因而所需的EMI濾波設(shè)計(jì)非常少。

對(duì)上述電路組成的24WLED驅(qū)動(dòng)器的實(shí)測(cè)EMI，可以發(fā)現(xiàn)盡管該控制器具有2MHz工作頻率和24W功率，但是這款升降壓型LED驅(qū)動(dòng)器仍然達(dá)到CISPR25Class5輻射和傳導(dǎo)EMI規(guī)格要求。Class5規(guī)格是大多數(shù)汽車(chē)EMI測(cè)試的最嚴(yán)格要求和目標(biāo)，不能達(dá)到Class5EMI規(guī)格要求常常成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的額外負(fù)責(zé)，他們要么通過(guò)各種防與堵的措施要么裝入大的金屬材料EMI屏蔽罩內(nèi)。采用更加高效、更具EMC兼容特性、更具成本優(yōu)勢(shì)的電子器件和驅(qū)動(dòng)器IC，可以使LED的優(yōu)勢(shì)在此類(lèi)應(yīng)用中得到充分發(fā)揮。