LED是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，這種電子元件早期只能發(fā)出低光度的紅光，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已發(fā)展到能發(fā)出可見光、紅外線及紫外線的程度，光度也有了很大的提高。LED具有效率高、壽命長、不易破損、開關(guān)速度高、高可靠性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點，已被廣泛應(yīng)用于指示燈、顯示器及照明領(lǐng)域。

LED驅(qū)動是為LED提供穩(wěn)定電流及保護(hù)的半導(dǎo)體電源設(shè)備，屬于高效能電子轉(zhuǎn)換裝置，主要應(yīng)用于照明、顯示屏背光及便攜式產(chǎn)品等領(lǐng)域。其核心功能是將交流電轉(zhuǎn)換為恒流源，確保LED在安全電流下工作，延緩光衰并維持亮度一致性 ，LED驅(qū)動需滿足高可靠性、效率及功率因數(shù)要求，常見驅(qū)動方式包括隔離反激電路(精度高)和原邊方案(集成性強(qiáng)) ，核心技術(shù)涵蓋恒功率調(diào)節(jié)、浪涌保護(hù)和溫度負(fù)反饋，專利技術(shù)如LDMOS器件通過優(yōu)化電場均勻性提升擊穿電壓穩(wěn)定性。調(diào)光技術(shù)以PWM為主，支持寬范圍亮度控制且避免波長偏移，低頻調(diào)光可達(dá)100:1范圍，主流驅(qū)動芯片如ZXLD1350、LM3402等支持寬電壓輸入(7-75V)和高效率轉(zhuǎn)換(達(dá)95%)，適配汽車照明、智能家居等場景 [1]。國產(chǎn)廠商如晶豐明源、明微電子研發(fā)的芯片逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化替代，覆蓋大功率驅(qū)動及多通道控制需求 ，電解電容器壽命提升方案通過材料改進(jìn)延長驅(qū)動電路整體壽命。

在線性LED驅(qū)動方案中，高PF高效線性LED驅(qū)動技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，但是隨著最新歐盟ERP指令的發(fā)布，增加了對頻閃的要求(SVM≤0.4，Pst LM≤1.0)，無頻閃、高PF、高效率三者之間互相制衡，因此如何使三者兼顧是目前新的研究方向，見圖1。

一般為了實現(xiàn)去頻閃，通常會在高效LED驅(qū)動的基礎(chǔ)上再增加一個去頻閃電路，但是這種去頻閃電路會需要一個控制環(huán)路，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時還帶來比較大的損耗。PT4519換了一種做法，不用串聯(lián)去頻閃電路，而是使用一個恒流源(Q2，OP2)作為無頻閃的驅(qū)動，并聯(lián)在主電路里，減少了串聯(lián)應(yīng)用帶來的損耗。

在交流電壓的谷底期間，輸入電壓會低于LED導(dǎo)通電壓，因此需要一個儲能電容Co來維持LED的輸出。在常規(guī)的應(yīng)用中，Co的驅(qū)動(Q1，OP1)是一個固定的充電控制，峰值電流外部設(shè)定后就已經(jīng)固定，考慮到高效的實現(xiàn)再加入一個過壓降電流的控制，降電流幅度一般也是外部電阻來設(shè)定。但是這樣會帶來一個問題，一旦外部設(shè)定好后充電電流就被固定，無法根據(jù)輸入電壓及輸出負(fù)載的變化做動態(tài)調(diào)整，只能被動的輸入電壓高于LED電壓后導(dǎo)通，因此會帶來兩種后果，一是如果充電電流過多會導(dǎo)致Co放電時Q2的輸入電壓過高，從而Q2損耗增加，效率下降;另一個就是如果充電電流偏少導(dǎo)致Co放電過低，LED輸出無法維持恒流，從而出現(xiàn)工頻閃爍。

為了解決這個問題，PT4519檢測Q2的漏極電壓作為Q1的充電控制反饋，增加一個環(huán)路補(bǔ)償電路，使得Q2在各種輸入輸出條件下都能恒流輸出的同時保持一個比較低的輸入電壓，使得Q2的損耗降為最低，從而提高系統(tǒng)的整體效率。

當(dāng)Q2漏極電壓比較低時，電容Co的放電電壓也會比較低，從而在充電時可以增加一些導(dǎo)通角，提高PF。此外Q1同時檢測母線電壓來控制充電電流，在輸入峰值高壓時減小充電電流從而減小Q1損耗，提高系統(tǒng)效率。同時可以通過PF腳的外接電阻來調(diào)整Q1充電電流減小的幅度，從而使系統(tǒng)的PF和效率得到一個均衡的處理。LED照明驅(qū)動是一種通過開關(guān)電源變換技術(shù)實現(xiàn)恒流輸出的核心電子組件，其技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了從基礎(chǔ)恒流功能向高集成度、高可靠性方向的迭代升級。截至2021年，中國LED照明市場規(guī)模已達(dá)5825億元，近五年年均復(fù)合增長率達(dá)14.95%。在調(diào)光技術(shù)領(lǐng)域，傳統(tǒng)可控硅調(diào)光因頻閃缺陷逐漸被智能調(diào)光技術(shù)替代，后者通過集成Wi-Fi/藍(lán)牙模塊實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，但需解決低功耗與多協(xié)議兼容性等技術(shù)瓶頸 [1-3]。

由于是線性LED驅(qū)動，當(dāng)輸入電壓比較低時，由于Q2充電電流能力的限制及導(dǎo)通時間的減小，輸出LED的平均電流必然會下降，如果仍要維持LED額定電流輸出就必然會出現(xiàn)工頻閃爍，為了解決低這個問題，PT4519創(chuàng)造性的改善了環(huán)路補(bǔ)償COMP電壓的功能，在輸入電壓比較低時COMP電壓會升高，因此在COMP電壓升高到一定程度時以此作為一個控制量來降低基準(zhǔn)，從而使LED輸出電流下降，使得Q2的充電電流平均值等于LED輸出電流，以此來實現(xiàn)低輸入電壓時LED也能無頻閃的輸出。

“未來白光LED將更加便宜，市場總體容量將快速增長?！痹S志鵬樂觀地指出，據(jù)美國能源部預(yù)測，2010年前后，美國將有55%的白熾燈和熒光燈被LED替代，可能形成一個500億美元的大產(chǎn)業(yè)。而日本提出，LED將在今年大規(guī)模替代傳統(tǒng)白熾燈。日、美、歐、韓等國均已正式啟動LED照明戰(zhàn)略計劃。

美國能源部預(yù)測，到2010年前后，美國將有55%的白熾燈和熒光燈將被嵌在芯片上的發(fā)光體---半導(dǎo)體燈替代。日本計劃到2008年用這種半導(dǎo)體燈替代50%的傳統(tǒng)照明燈具?？茖W(xué)家測量發(fā)現(xiàn)，在同樣亮度下，LED的電能消耗僅為白熾燈的1/10，壽命則是白熾燈的 100倍。由于LED具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等優(yōu)點，專家們稱其為人類照明史上繼白熾燈和熒光燈之后的又一次飛躍。根據(jù)美國能源部(DOE)的預(yù)計，傳統(tǒng)照明器件的徹底更新?lián)Q代將在2010年開始啟動，然而許多LED供應(yīng)商都希望將這個啟動時間再提前一到兩年。

PWM控制方式開關(guān)電源：主要由四部分組成，輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分、開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。PWM開關(guān)穩(wěn)壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負(fù)載變化的情況下，控制電路通過被控制信號與基準(zhǔn)信號的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件導(dǎo)通的脈沖寬度，使得開關(guān)電源的輸出電壓或電流穩(wěn)定(即相應(yīng)穩(wěn)壓電源或恒流電源)。電源效率極高，一般可以做到80%～90%，輸出電壓、電流穩(wěn)定。一般這種電路都有完善的保護(hù)措施，屬高可靠性電源。

從以上介紹可以看出PWM控制方式設(shè)計的LED電源是比較理想的LED電源。目前LED開關(guān)電源就是PWM控制技術(shù)的開關(guān)電源，該類LED電源經(jīng)用戶使用反映效果很好。