選擇適用驅(qū)動IC　LED受損害風(fēng)險降低

　　LED是一個電氣等效（Electrical Equivalent）的二極體，嚴格說來，它便是由電流驅(qū)動的元件。若以合適的電流驅(qū)動LED，即可獲得一定的發(fā)光效率（lm/W）。若供電電流過小，LED燈泡就無法提供全光輸出。對于單個LED燈泡而言，這看起來不是大問題，但是如果同時有很多LED燈泡串聯(lián)起來，在沒有均勻的電流支援下，輸出光將會有明顯的變化。

　　當然，LED燈泡還須要克服固有的正向電壓降，這與LED類型以及終端裝置的配置有關(guān)。對于白光LED，其正向電壓降大約是3.5伏特（V），但是在高溫時會大一些。結(jié)果顯示，LED正向電壓降與輸入電源有關(guān)。在不同的LED鏈配置下，例如，串聯(lián)（LED正向電壓降累積）、并聯(lián)（LED電流累積），或者串聯(lián)起來的多個并聯(lián)鏈（LED正向電壓和電流累積），LED正向電壓需要多種轉(zhuǎn)換架構(gòu)，不過，這將會使整體電路更加復(fù)雜。

　　以上簡單敘述LED燈泡正常工作時需要什么條件，那么，如果出現(xiàn)對其工作或者驅(qū)動積體電路（IC）電流工作有不利影響的因素，結(jié)果會如何呢？

　　答案是，會對LED燈輸出亮度產(chǎn)生不利影響，甚至導(dǎo)致嚴重的后果。這些事件包括過壓（在開路LED事件時會出現(xiàn)）以及過電流事件（在短路或者重新插拔LED鏈時會出現(xiàn)）。當然，較差的散熱環(huán)境也會對LED燈使用壽命產(chǎn)生不利影響，因此，良好的散熱設(shè)計也非常關(guān)鍵。

　　這就顯示了哪些因素會損害LED，甚至導(dǎo)致LED及其驅(qū)動電路失效。在這些知識基礎(chǔ)上，照明系統(tǒng)設(shè)計人員應(yīng)審慎考量LED燈泡設(shè)計技術(shù)，特別是LED驅(qū)動電路的元件選擇標準等，從而保護LED不受損害。以下詳述各大關(guān)鍵因素。

　　為LED提供穩(wěn)定電流

　　LED驅(qū)動IC非常關(guān)鍵，因為該元件要面對各種各樣的輸入電源，隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不同，LED驅(qū)動IC設(shè)計也各不相同，以把輸入電源轉(zhuǎn)化成所需要的電壓和電流，實現(xiàn)最佳的LED性能。過壓或過流都會對LED使用壽命或光輸出造成不利影響，因此，電壓和電流越穩(wěn)定，系統(tǒng)就越可靠。所以，±5%範圍內(nèi)的穩(wěn)壓和穩(wěn)流有利于延長LED使用壽命，減少使用故障。

　　LED驅(qū)動電路須應(yīng)對異常瞬變電壓

　　為保護LED不受過壓的影響，首先須要求LED驅(qū)動IC能夠處理比正常工作時更大的瞬變電壓。汽車應(yīng)用環(huán)境是一個很好的實例，其負載突降時會達到42伏特，甚至更高。

　　保護LED不受過熱影響

　　LED照明裝置一般較小，沒有空間設(shè)置散熱片，甚至沒有風(fēng)扇進行空氣對流散熱，因此，須要通過傳導(dǎo)來處理大部分散熱需求。業(yè)界在設(shè)計構(gòu)思階段就須要考慮良好的散熱功能，在此，使用轉(zhuǎn)換效率非常高的LED驅(qū)動IC也會有很大的幫助。驅(qū)動IC轉(zhuǎn)換效率愈高，轉(zhuǎn)換的能量損失就愈小，產(chǎn)生的熱量也就愈少，因此，效率90%以上的LED驅(qū)動IC將有助于實現(xiàn)良好的散熱設(shè)計。

　　有助于散熱的另一個方法，是在LED中採用晶片內(nèi)溫度感測器，如果由系統(tǒng)控制器來監(jiān)視此溫度訊號，那么，控制器便可對系統(tǒng)總電流進行節(jié)流，從而減少熱量的產(chǎn)生。當然，這樣的代價是降低光輸出，但這會比整個系統(tǒng)失效好得多。故障狀態(tài)消失后，便可恢復(fù)正常工作。

　　最后，LED所採用的這些散熱方法也可以擴展應(yīng)用到LED驅(qū)動IC，在整個系統(tǒng)層級採用這些方法也是個不錯的主意。

　　以下以業(yè)界高功率LED驅(qū)動IC（圖1）為例，其具有相當精密的降壓升壓LED控制器，無論輸入電壓高于、低于還是等于輸出電壓，驅(qū)動IC都能實現(xiàn)固定輸出電壓。另外，與復(fù)雜低效的單端初級電感轉(zhuǎn)換器（Single-ended Primary Inductor Converter， SEPIC）不同的是，此四路開關(guān)同步單電感架構(gòu)不僅簡化了轉(zhuǎn)換器設(shè)計，而且還提高工作效率，從而降低熱耗。

　　圖1 使用高轉(zhuǎn)換效率LED驅(qū)動器的100瓦LED驅(qū)動電路，峰值效率高達98.5%

　　從圖1的100瓦照明驅(qū)動IC塬理圖可以看出，在整個輸入電壓範圍內(nèi)，輸出電壓/電流達到33.3伏特/3安培（A）時的轉(zhuǎn)換效率高達96%。

　　該LED驅(qū)動IC的關(guān)鍵特性包括高達60伏特的寬廣輸入和輸出工作電壓範圍。為能夠在燈鏈上實現(xiàn)最佳和均勻的LED輸出光，該顆驅(qū)動IC還在線路、負載和溫度變化時，提供非常嚴格的±2%輸出電壓精度，以及±6%的LED電流精度和±6%輸入電流精度。

　　為方便使用，LED驅(qū)動IC使用者可採用脈衝寬度調(diào)變（PWM）或類比調(diào)光，而四路開關(guān)升降壓架構(gòu)不僅實現(xiàn)模式之間的無縫轉(zhuǎn)換，而且，在所有的模式中帶給 LED的雜訊都非常低，包括VOUT接近于VIN的直通模式，這是很難做到的，尤其在這模式期間會出現(xiàn)負載瞬變事件。另外，為提高系統(tǒng)性能和可靠性，更提供輸入和輸出電流調(diào)節(jié)功能。此元件將應(yīng)用于周圍溫度變化較大的環(huán)境中，因此，高階LED驅(qū)動IC更提供-40℃？+150℃之間的工作接面溫度範圍。

　　LED效率與其商業(yè)價格優(yōu)勢相結(jié)合，使其提供超越許多照明應(yīng)用的特性。本文一開始時提出的兩個例子，只是目前世界大量實際應(yīng)用的一小部分，現(xiàn)在LED照明時代已經(jīng)來臨。