led开关电源范文第1篇

Abstract： With the development of power electronic technology， higher requirements have been put forward for the design of LED switching power supply： safety performance， complete function， automation， small size. In LED switching power supply， the switch tube is working in on-off state， which will produce strong peaks and harmonic interference through its components. Electromagnetic interference will seriously affect the performance of the circuit， and at the same time can cause noise pollution. Aiming at this problem， EMI filter is proposed， which has greatly improved the performance of the circuit. And the effectiveness of the scheme is verified by experiment.

关键词：EMI滤波器；电磁干扰；LED的开关电源

Key words： EMI filter；electromagnetic interference；LED switching power supply

中图分类号：TN713 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）18-0133-02

0 引言

LED的开关电源已经被广泛的应用于家用电器、自动控制电路、计算机等领域，由于其具有效率高、体积小、重量轻、智能化、稳压范围较宽等优势。LED的开关电源具有与生俱来的比较强的电磁干扰现象，这些干扰会随着频率的升高而显著的增强，电磁干扰会严重影响电源的正常工作，会造成电源内部工作的不稳定，使电源性能下降，同时产生的噪声会造成噪声污染。为了抑制LED电源的噪声干扰，此处提出了电磁兼容性设计，很好的解决了噪声污染的问题。

1 电磁干扰分析

电磁兼容性是用来衡量电磁干扰的能力，指的是在电磁环境中，能正常工作，不受外界环境的干扰，也不会影响中卫环境的能力。其包括两个方面的含义，即系统产生的电磁干扰，不影响本身和其他系统的性能；本系统的抗干扰能力要使其不受其他系统干扰和影响。电磁兼容性不足就会引起电磁干扰，为了使LED电源发挥更大的优势，就必须改善电源的电磁兼容的性能。差模、共模干扰是电磁干扰的两种不同类型。两条电源线之间的电磁干扰，通常被称之为差模干扰，差模干扰受干扰的信号两根进线上的参考点方向相反，大小相同。电源线对大地之间的电磁干扰，通常被称之为共模干扰，共模干扰受干扰的信号电源线对大地的参考点方向相同，大小也相同。高频开关电源中电磁干扰主要是由于外部的高次谐波和内部的噪声干扰所引起的。只有解决好这两方面的电磁干扰，才能使得开关电源正常的工作。文章当中采用EMI滤波器来解决此问题。

6 结语

对LED开关电源中电磁干扰进行了分析，介绍了EMI滤波器的原理，在此基础上，给出了电磁兼容的设计和相应的实验结果。证明了EMI滤波器对于设计LED开关电源的重要性，很好的解决了噪声污染的问题。

参考文献：

[1]张占松，蔡宣三.开关电源的原理与设计[M].北京：电子工业出版社，2005：109-180.

[2]Rxu，J.Wei，and F.C.Lee.The Active-Clamp Couple-Buck Converter-A Novel High Efficiency Voltage Regulator Modules[J].IEEE APEC， 2001： 252-257.

[3]何宏，魏克新，王红君，李丽.开关电源电磁兼容性[M].北京：国防工业出版社，2008：116.

led开关电源范文第2篇

关键词： LED；驱动电源；匹配方式

中图分类号：TN312+.8 文献标识码：B

The Study of Driver Matching that Applied in High-power

LED Lighting

LIANG Jian-feng, WANG Hong

(School of Sciences, South China University of Technology, Guangzhou Guangdong 510640, China)

Abstract: This paper analyzed the principles and working characteristics of High-power LED. The characteristics of LED determine which power driver to use. LED lighting needs constant current driver. The article expounds several matching types of LED driver, including all in series, all in parallel, series-parallel connection, crossed connection and distributed constant current. For high-power LED lighting, the distributed constant current driver is the future direction of development.

Keywords: LED; power driver; matching

引 言

自从出现发光二极管（light emitting diode，LED）以来，人们一直在努力追求实现固体光源。随着科技的不断进步，半导体材料应用技术的高速发展，白光LED固体光源的性能得到不断完善并进入实用阶段。白光LED是一种新兴产品，在照明市场备受瞩目。它与白炽钨丝灯和荧光灯相比，主要优点为体积小、发热量低、耗电量小、寿命长、响应速度快、耐振动和冲击以及无污染。LED固体照明是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后新的照明革命。

从第一批LED进入市场的几十年间，LED的应用领域不断扩展，包括：大屏幕彩色显示、照明灯具、激光器、液晶显示屏背光源、探测器、交通信号灯等。在全球能源紧缺、环保要求不断提高的情况下，LED越来越多地进入到各种照明领域中，且LED作为新一代照明光源在照明市场中所占的比重也呈现出逐年递增的趋势。专家预计，LED产品将在十年内大范围替代常规照明产品，届时，LED将能成为家喻户晓的产品，带来可观的节能效果，LED进入通用照明市场已经不再遥远。

LED虽然在节能方面比普通光源的效率高，但是LED光源却不像一般的光源一样可以直接使用电网电压，它必须配有专用的电压电流转换设备，提供能够满足驱动LED的额定电压和电流，才能使LED正常工作。不同的LED照明灯具，不同的照明用途和功率大小，LED驱动电源的规格也不同。所以，选择合适、高效的LED电源，选择正确的驱动方式，才能真正展现LED光源高效能的特性。

1大功率LED的工作特性

LED的发光原理就是将电能转换为光的过程，将电流通过化合物半导体，通过电子与空穴的结合，过剩的能量将以光的形式释出，达到发光的效果。图1所示为正向导通压降（VF）和正向电流（IF）的关系曲线图，从图中可以看出，当正向电压超过某个阈值后，IF随着VF的上升而快速上升，较小的电压变化都会引起电流的较大变化。大功率LED的光特性通常被描述为电流IF的函数，图2所示为光通量和正向电流的关系曲线图。LED的光通量由流过LED的电流决定，LED光通量随着流过LED的电流的增加而增加，但却不成正比，越到后面光通量增加得越少。电流过强会引起LED的衰减，电流过弱会影响LED的发光强度，因此应使LED在一个发光效率最高的电流值下工作。采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性和寿命。这也决定着LED照明适合恒流驱动而不是恒压驱动，以保证大功率LED使用的安全性，同时达到理想的发光强度。

另外，LED的光通量和温度也成反比关系，高温会导致LED的光输出降低，LED的光波长向长波漂移，发光颜色发生变化。且温度的升高会使LED的正向电压降低，从而大大缩短LED的寿命，加速光衰。图3所示为不同热阻的的1W LED的允许顺向电流和环境温度的关系曲线图，从图中可知，当温度达到70～100℃时，LED的恒流需要线性地减少，直到120℃这一点达到零，恒流下降点和减少斜率取决于散热设计。因而，大功率LED灯具必须要有良好的散热性，对驱动电源而言，必须在温度过高时能够关断输出，起到保护作用。

2大功率LED与驱动电源的匹配方式

大功率LED已经广泛应用于照明、装饰类等产品，在设计LED照明系统时，需要考虑用什么样的LED驱动器，以及LED作为负载采用的串并联方式，合理的配合设计才能保证LED正常工作。用LED作为大功率照明灯具，通常都是由多颗LED组成，少则十几二十颗，多则上百颗。如此多的单独的LED组合在一起来组成发光组件构成照明灯具，已逐步应用于路灯、隧道灯、工矿灯、商用照明等场合。LED的连接方式直接关系到其可靠性和使用寿命。

2.1LED采用全部串联方式

如图4所示，LED采用全部串联方式，即将多个LED的正极对负极连接成串，其优点是通过每个LED的工作电流一样，一般应串入限流电阻R。串联方式要求LED驱动器输出较高的电压，当LED的一致性差别较大时，分配在不同LED两端的电压不同，通过每只LED的电流相同，LED的亮度一致性较好。

当有一颗LED发生短路时，如果是采用恒压电源驱动，由于输出电压不变，这样分配到每颗LED上的电压都有升高，驱动器输出电流将增大，如果超过LED额定电流太多的话，容易造成余下的LED光通量超过正常值而缩短寿命甚至烧毁。如果是采用恒流电源驱动，当一颗发生短路时，由于驱动电流不变，将不会影响余下所有LED的正常工作。

当有一颗LED断路后，串联在一起的LED将全部不亮。这时只要在每个LED两端并联一个齐纳管即可，如图5所示，所选齐纳管的导通电压要高于与其并联的LED的导通压降，否则该LED也不会亮。

应用此串联方式，当LED数目较少时，电源两端的输出电压不会太高。但是当LED数目较多时，特别是大功率LED路灯等，通常数目至少都有几十颗，这样为了使LED正常工作，其驱动电源的输出电压必然会非常高。比如100颗这样的大功率LED来组成照明灯具，必须要有超过300V的输出电压，而这样高的电压会对人身安全造成影响。

2.2LED采用全部并联方式

如图6所示，LED采用全部并联方式。这要求LED驱动电源输出较大的电流，负载电压较低。每颗LED的电压一样，而总电流是流经每颗LED的电流之和。当LED的一致性差别较大时，通过每颗LED的电流不一致，LED的亮度也不同。

当有一颗LED因品质不良断开时，如果采用恒压式驱动电源，电源输出电流将减少，而不影响余下所有LED的正常工作。如果是采用恒流式驱动电源，由于总输出电流不变，这样分配到每颗LED的电流都增加，容易导致损坏所有的LED。因此，这种全部并联的方式不适用于LED数量较少的场合，因为只要一颗断路，余下的每一颗都要额外增加较大的电流。当并联的LED数量较多时，断开某一颗时，分配到余下每一颗的电流并不大，对余下的LED影响不大。所以，当选择全部并联时，不应当选用恒流式驱动器。当某一颗LED因不良而短路时，那么所有的LED将不亮。

2.3LED采用混联方式

这种方式，就是众多LED既有串联，又有并联。这种混联方式有两种解法，分别如图7和图8所示，其分析方法基本和上述两种连接方式一样。

2.4LED采用交叉阵列形式

为了提高可靠性，降低熄灯几率，出现了如图9所示的交叉阵列形式的连接设计。图9是以15颗LED为例的设计图，更多的LED数量也可以参照此形式。这种交叉连接方式，即使个别LED开路或短路，也不会影响发光组件的整体实效。

3分布式恒流架构

由于目前大功率LED照明用的LED数量较多，通常都有几十个甚至上百个，选择合适的驱动匹配方式显得尤为重要。上述各种驱动方式各有优缺点，但是，对于大功率LED驱动电源来说，先恒压再恒流，是未来LED照明的主流设计方式，此方式被命名为分布式恒流，其主要架构如图10所示。

该方式先通过一个开关稳压电源，输出稳定的直流电压，然后在直流输出端接上LED模块，LED模块上已经有了恒流装置。这样将恒流技术分布到光源内部，和LED构成一个相对独立的模块，这样设计随意性强，电源规格简单，可以根据不同光通量要求而选择不同数量的LED模块。这种LED模块的划分，使得大功率LED照明特别适用于路灯、隧道灯、公共场所照明、广告灯箱等领域。分布式恒流设计LED产品有着非常高的产品稳定性。

分布式恒流技术，其稳压电源部分可以继续采用传统的开关电源进行恒压的供电模式，因开关电源技术积累给LED驱动电源设计创造了品质条件。分布式恒流技术还需要在恒流节点上串接低压差线性恒流驱动器，低压差的驱动器关系到驱动效率。LED恒流模块设置灵活，不会因为支路电流变化而影响其它支路工作。分布式恒流可以根据应用情况而灵活布置并联支路和LED模块，从而保持各支路和整体线路的电流稳定。驱动线路稳定性直接影响产品整体稳定性，分布式恒流在稳定性方面有着独有的优势。

4结论

大功率LED照明正处在快速发展阶段，由于价格成本高，目前还主要应用在路灯、隧道灯等领域，距离大规模的商用和民用还有很长的路要走。大功率LED照明大规模的产业化及应用，离不开驱动电源技术的发展，选择合适的驱动匹配方式，不仅可以保证LED正常的照明效果，还能保证LED的使用寿命，使LED照明的优势真正得到体现。先恒压，再线性恒流，是未来大功率LED照明的驱动方式。在分布式LED驱动设计中，色温可调、灰度控制都变得方便。分布式恒流技术充分预留智能化接口，这是LED照明智能化发展的关键。在节能技术要求越来越高的今天，大功率LED照明将成为照明技术发展的主流已成为共识，LED照明时代也正在来临。

参考文献

[1] 靳孝峰，张琦. 白光LED驱动器的技术探讨[C]. 安阳工学院学报，2009，（4）：6-9.

[2] 刘静. 试析LED的应用及发展前景[J]. 科技风，2010，（18）：209.

[3] 路秋生. LED照明与应用[J]. 灯与照明，2009，33（4）：24-28.

[4] 魏惠凤，秦大为. 大功率LED路灯驱动电源的设计[J]. 电工技术，2009，（5）：78-80.

led开关电源范文第3篇

关键词：LED显示屏；LED显示模组；LED显示控制器；恒流驱动；低功耗

引言

LED全彩显示屏，由于面积大、播放时间长，其耗电量是客户关注的一项关键指标。降低显示屏能耗是LED显示屏技术一个重要的发展方向。

全彩LED显示的控制系统节能管理

LED显示屏是一种集计算机技术，电子技术，光学技术，电气技术和结构技术等各种现代工程技术于一体的系统集成工程应用。全彩LED显示屏系统基本组成如图1，包括：计算机及系统管理界面，LED交流电源配电柜，信号前端处理器，显示屏端信号分配器，全彩LED显示屏(全彩LED模组阵列)等。

LED显示屏系统上位机的节能管理

如图1所示，通常LED显示屏上位机包括计算机硬件及上位机软件，它在LED显示屏系统中既是显示屏系统的媒体编辑平台，为显示屏提供图像视频信号源；又是显示屏系统的控制平台，控制系统软硬件设备。从节能角度出发，上位机适当调控系统各种设备，从而实现LED显示系统节能目的：(1)根据实际反馈的电气负载要求，对配电柜的三相交流供电进行平衡控制(控制如图1的配电柜)；(2)根据实际的需要，关闭屏体的部分无用区域；(3)控制新兴的能源供电(如太阳能和风能等)，提高电能的变换效率；(4)实现时间程序管理LED显示亮度；(5)实现环境亮度程序控制LED显示等。

信号前端处理器的节能管理

如图2，信号前端处理器接收上位机来的控制命令和视频图像数据输入，然后将这两种数据信号通过FPGA进行数据重组排列，再通过光纤发送给信号分配器：同样接收光纤反馈回的数据信号，并通过FPGA完成对数据的解析并通过MCU转发给上位机处理。没有上位机参与工作的LED系统中，信号前端处理器的嵌入式平台就将承担起对整个系统同设备的智能控制功能。就节能举措而言：(1)具有LED的时间程控功能；(2)具有LED的环境亮度程控功能；(3)具有供电设备管理控制功能，提高电能转换效率等。

显示屏端信号分配器作用

如图3，显示屏端信号分配器接收光纤来的数据信号，首先将视频数据和命令数据信号按照显示屏的模组阵列实际工程排列情况分割成4组信号，然后通过LVDs接口将视频数据和命令数据分别发给LED显示屏体的四个输入端口。另一方面，屏体来的命令反馈数据信号或检测数据通过485接口进入处理器PPGA中，然后通过光纤调制器的向信号前端处理器发送。它是信号传输枢纽。各种数据的分组排列及下传和上传的大量处理工作在此处理。

模组节能设计

全彩LED模组如图4，包括：模组信号控制模块，全彩LED点阵模块，模组供电模块等。

模组信号控制模块节能设计

模组信号控制模块如图5，分配器下传的数据信号通过LVDS接口芯片转换得到数据流分成两路，其中一路以LVDS信号环接输出到下一模组的输人口，另一路以TTL电平的方式输入到PPGA；FPGA再根据模组ID号，解析出命令数据和视频数据；视频数据按地址截取相应的区域视频数据、缓存、并以一定的算法格式输出去驱动LED点阵模块；命令数据，则执行相应命令，如GAMMA校正、亮度调整、模块电源的开关等。同时。根据相关的命令要求，模块应答回传信号及相关传感器的检测数据通过上传通道向上传输。

模块信号控制模块、显示屏端分配器、前端信号处理器和上位机(包括控制界面软件)组成闭环的控制过程；实现环境亮度程控、时间亮度程控，电源模块调整，LED显示屏显示负载实时调节等功能，为显示屏的节能应用提供了信号处理的必要软硬件条件。

模组LED点阵模块节能设计

LBD点阵模块设计节能举措主要围绕着LED灯管选择和恒流驱动芯片驱动设计来进行。

(1)LED点阵模块的像素设计和高光效的LED灯管选择：全彩LED点阵模块的像素一般由红绿蓝三个子像素组成，像素点功耗是：(V红×I红)+(V绿2×I绿)+(V蓝×I蓝)。LED器件正向电流与发光亮度近似于线性正比例关系。选用高亮度的LED器件组，像素点功耗相对较小，显示屏功耗也相对较小。以P20全彩显示屏为例，红、绿、蓝LED标称亮度各提高20％，在显示屏亮度不变的情况下，显示屏的功耗会降低1s％以上。因此，选发光效率高、发光强度值大的LED器件可以有效节能。

(2)高效的LED驱动电路设计：传统全彩LED显示屏采用5V的电源给LED点阵模块供电(如图6所示)，分压在恒流Ic上的电压，除去恒流芯片达到线性导通所必需的正向电压值外，其余剩下的电压均会造成无用的功耗，转换成热能。节能的LED显示屏像素驱动电路如图7所示，这种设计采用红绿蓝LED器件分别供电的方式：V红、V绿、V蓝。比较试验证明，在选用相同LED器件和相同恒流驱动芯片，并要求显示同样亮度的条件下，节能电路与传统电路比较节能30％以上。

模组电源电源拓扑节能设计

全彩LED显示屏的模组供电方式普遍采用低压大电流开关电源模块输出并联的总线供电方式。由于开关电源输出的电流大，变压器铜损大，整个的电源转换效率低(满负载只能做到75％以内)。本文推荐模组内电源采用若干小型开关电源分布式供电方式，以提高开关电源的能量转换效率。譬如：交流220v总线输入、最大输入功率是35W、输出可调电压的开关电源模块效率可以达到86％以上。该开关电源的能量变换效率相对大电流并联供电的常规供电拓扑结构而言节能在10％以上。

结语

led开关电源范文第4篇

摘要：以往因CCFL亮度的不可控性,液晶电视是采用调节LCD的控制电压,改变液晶的透过率,来实现对LCD总体亮度的控制，这种方式在很多情况下造成背光模组的光能和电能浪费。而采用亮度动态控制的方式可以很方便地通过调节LED背光源电源的电压或输入电流的大小，从而改变LED的发光强度的方案,可使电视在LED较低能耗条件下工作。亮度动态控制就是通过对显示的画面进行分析，得到不同区域的最佳亮度同时控制LED背光达到相应的亮度。

关键词：LCD；动态控制；最佳亮度

中图分类号：TN312+.8文献标识码：A

LED Backlighting Design of Dynamic Control

ZHANG Cheng-gong1, LIU Wei-dong2

(1.Dept.of Electron ,Institute of Information ,Ocean University of China ,Qingdao 266071,China;2.Module, Hisense R&D Center, Qingdao 266071,China)

Abstract:CCFL brightness previously due to the uncontrollable nature, LCD TV is the adjustment of the LCD control voltage, LCD transmittance change to achieve the overall brightness of the LCD control, This means that in many cases caused the backlight module light and energy wasted. Using dynamic brightness control can be very convenient way of regulating LED backlight power supply voltage or the input current small, thereby changing LED luminous intensity of the program, the television will lower energy consumption in LED conditions. Dynamic brightness control is shown on the screen for analysis, be different regions of the best simultaneous control brightness LED backlight brightness corresponding to achieve.

Keywords: LCD；dynamic control；best brightness

引言

液晶显示技术[1]以其平板化、高分辨率、高对比度、无电磁辐射、低功耗、数字式接口、易集成和轻巧便携等特点率先进入平板显示市场并不断拓宽其应用领域。LCD已成为当代高新技术产业、信息产业中最重要的信息显示方式之一。LCD作为一种被动显示器件，本身并不能发光，因此必须要有背光模块给LCD提供光源。背光源的性能直接决定显示器的亮度、颜色以及功耗等主要指标。采用LED为液晶电视的背光源[2]，最主要目的是提升画质，特别是在色彩饱和度上，LED背光技术的显示屏可以取得足够宽的色域，弥补液晶显示设备显示色彩数量不足的缺陷，使之能达到甚至超过Adobe RGB和NTSC色彩标准要求，可以达到NTSC ratio 100%以上，同时因为LED的平面光源特性，使LED背光还能实现CCFL无法相比的分区域的色彩和色度调节功能，从而更加精确地实现色彩还原，画面的动态调整可以使得在显示不同画面时，亮度与对比度可以进行动态修正，以实现更好的画质。

1LED背光源驱动控制电路设计

LED背光驱动设计的主要目的是在保证LED器件可靠工作前提下，提升其工作性能，不仅应实现亮度控制，还应实现精确的亮度匹配，或者支持不同Vf特性的LED器件，以更好满足LED背光的实用需求。

由于LED在导通时，其电流的变化率远大于前向导通电压的变化率，因而测试其光学特性及分类时，大多基于一致的额定电流值，再给出前向导通电压的变化范围。这样的结果，就是要获得预期的亮度要求，并保证各个LED亮度、色度的一致性，需要相同的驱动电流。为了保证可靠性，驱动LED的电流必须低于LED额定值的要求。而且，当环境温度升高时所允许的额定电流会降低。由此可见，用LED为液晶显示设备作背光源时，需要对其进行恒流驱动，并且应该避免驱动电流过大超过其最大额定值而影响可靠性。

由于LED出厂前的检测及分类，只是基于一致的额定电流值，因而出售的LED在额定电流值附近区域，其光学特性会很一致。但在距离额定电流值较远的区域，即使用相同的驱动电流，LED之间的光学特性也会出现较大的偏离。需要较低亮度时，一般会通过直接减少通过LED的电流来实现，但这样LED之间的亮度就可能存在很大的差异。比如，同样用5mA的电流驱动两个额定值为20mA的LED，其亮度都会减小，但两个LED之间的亮度会差别很大。对于中大尺寸的LCD背光应用中会有几十个甚至上百个高亮度LED同时点亮，如果其流过的电流偏离LED的额定值太多，即使流过每个LED的电流是相同的，也会出现亮度不均匀的情况。实际应用中，一般采用PWM调光来解决这个问题。相对于模拟调光中直接控制流过LED的电流，PWM调光可以实现流过LED的电流保持在额定值，通过控制LED点亮或者熄灭的占空比来调节亮度，仍可以保持LED之间亮度的一致性。

LED驱动芯片的选择主要需要考虑以下几个方面的因素：驱动能力、效率、PWM调光和成本。本背光模组驱动电路设计方案的驱动芯片选用的是Supertex公司的HV9982[3]。HV9982有三路输出，R、G、B各一路，最多可以同时驱动54颗LED, HV9982的特点是：开关模式控制器、开关转换器，闭环控制的输出电流，高脉宽调制调光比，内部40V的线性稳压器，恒频运行，相分离器，以减少输入滤波器的要求，可编程斜率补偿，线性和脉宽调制调光，+0.2 A/-0.4A栅驱动器，开关晶体管，输出短路保护及输出过电压保护，Hiccup模式保护，模拟控制脉宽调制调光。

HV9982是一个在恒定的输出电流模式下的三通道峰值电流模式脉宽调制控制器驱动的单开关转换器，可用于驱动RGB LED背光。三个输出电流可以采用线性或脉宽调制形式进行单独调节，该集成电路还包括三个场效应管驱动，允许高脉宽调制调光，还可以防止输出短路情况，具有回路保护功能。 HV9982驱动电路如图1所示，图中只是显示了红色一路输出，另外两路都是相同的。VIN是内部线形稳压器的输入端，VDD1~VDD3为三路LED灯输出提供电压，通过S1、S2来选择位PWM调节模式，HV9982通过CLK端输入时钟信号，此信号必须是TTL兼容方波信号，OVP管脚为输出提供过压保护，当此管脚电压超过5V时，HV9982芯片就会停止工作，同时计时器开始计时，当计时器计完后，HV9982芯片会尝试重新工作，再次检测OVP管脚是否超过5V，不超过就正常工作，超过则停止工作，如此重复。GATE引脚为N沟道功率型场效应管栅极驱动器的输出，CS引脚用于检测外部功率型晶体管的电流，还包括一个100ns的断路计时器，脉宽调制调光的途径是通过使用PWMD引脚，当S1为低电平时，三个引脚直接控制脉宽调制调光的三个通道，此时CLK输入必须为方波。REF引脚设定输出通道的电流大小，推荐的电压范围为0到1.25V，FDBK引脚通过外部接地电阻来获得电压信号，是输出电流反馈，在COMP引脚与其相应的接地端通过接入一个电容来形成一个稳定的闭环控制，保证电路输出的稳定性，FLT引脚是用于驱动外部断开开关，该断开开关是为了避免电路出现异常问题时发光二极管被损坏，是用来保护发光二极管的，且在PWM调光时通过断开和再次导通输出电容上的LED可以取得更好的PWM调光效果。HV9982具有LED开路保护和输出短路保护功能，当发生任何一种情况时，HV9982就会停止工作，并且尝试重新工作，GATE和FLT引脚输出无效，COMP和SKIP引脚电平被拉到地电平，一旦SKIP引脚电平低于1V，则电路异常情况消失，SKIP引脚连接的电容放完电后会被一个10μA的电流源重新充电，当充到5V时，COMP引脚会被释放，GATE 和FLT引脚变为有效，电路开始正常工作。当电路中出现短路情况时，GATE和FLT引脚输出被拉到低电平，FLT为低电平则相连晶体管就不能导通了，此时输出电流变为零，则短路情况被切断，同时，Hiccup计时器开始工作，当计时完成后，转换器重新工作，如果此时电路仍有异常情况，则转换器关闭进入故障循环，如果电路正常，则转换器会调节输出电流正常输出。

本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文

2 LED灯载板设计

为了便于进行亮度的动态控制，RGB-LED分别进行独立驱动，并采用串连的拓扑结构，这是为了保证LED亮度的均匀性。若采用低亮度LED,亮度可能达不到应用要求的指标； 采用高亮度LED,背光模组亮度均匀性可能达不到指标，采用高功率LED所构成的背光源模块虽然LED之总颗数较少，但是高功率LED正向光太强，需要使用特殊的光学设计把光往外散开，成本增加发光效率又变差，否则就需要较大的混光距离，背光源因此就变厚了。相较于高功率LED，若改以小功率LED来设计，虽然颗数使用较多，但是小功率LED发光效率较好，虽然小功率LED颗数多，但是由于效率较高功率LED好，整个背光源模块的功耗会较低，相对应的点亮LED所产生的热也会较低。因此从节约能源、发光效率[4]及处理热问题的成本等方面来看，小功率LED目前是较佳的选择。为减小PCB面积，降低生产成本，适应电子产品的小型化，轻量化及高功能，选用SMT封装方式。

要实现背光源的动态控制必须对其进行分区，目前情况下LED驱动器的驱动能力还是有限的，还没有达到能够驱动整台电视背光的能力，尤其是大尺寸液晶电视的背光源。采用LED作为背光源的液晶电视所需要的LED灯数量会很多，故要对整个背光源进行分区，理论上来讲分区越多，效果越明显，但所需要的驱动就越多，成本也就相应的提高了，可以在成本和性能上找个平衡点。

LED光源发出的光经过各层膜片及TFT时都发生了一定的变化。知道了这些参数后，就可以根据需求亮度和产品基本尺寸，按式（1）估算（lambertian型LED）背光所需的总光通量。

LED灯的布板方式可采用图2所示的方式，在灯板后面涂导热硅胶后用螺钉将其固定在背光模组后壳上，以利于LED灯的散热。例如40in液晶电视，如果要求屏的亮度达到500nit，采用三色合成白光的小功率型SMT封装LED灯，红光发光效率为48lm/W(20mA)，绿光发光效率为60lm/W(20mA)，蓝光发光效率为10lm/W(20mA)，由公式可估算LED灯数为1，080颗。为了有效混光及提高亮度的均匀性，LED灯排列采用图2所示方式，拟进行20分区。如果要加大背光源动态控制的能力，可适当增加分区数量。为了提高散热性能可在载板后涂导热硅胶，后用螺钉将其固定在后背板上。

3 测试数据

经测试，色彩还原性、色域、对比度等要比CCFL的好，尤其是对背光进行动态控制时，当出现黑场时，整个LED灯全部关闭，功耗也要比CCFL的低，达到了节能的目的。

4结束语

LED背光源低电压工作，不需高电压启动；色域宽；色彩还原性好；工作电流可变,可控性好；抗震性好，寿命长(100,000hr)；不含汞蒸气和其它有害气体，有利于环境保护；响应速度快；因此是背光源极好的光源。当屏幕中出现暗区时，对应于暗区的背光就关闭了，不是像CCFL那样一直都点亮，它会随PWM信号的改变而改变，可以对背光源进行控制，故可以节省电能。当有暗场时，完全可以把灯全部关掉，节约电能的同时还提高了对比度。正常工作时，背光源会根据图像内容的变化而进行相应的亮度变化，PWM信号的占空比会根据图像内容的改变而改变，同时PWM信号也控制着灯的亮度，通过控制PWM信号的占空比就完全可以控制背光源的亮度，真正起到节能的目的。应用LED的液晶电视图像质量会得到很大的改善，对比度得到明显提高，均匀一致性明显变好，色域明显增加。

参考文献

[1] 赵立升，杜安，张伟.MSP－G320240D－BCW－211N大规模电阵式LCD与PIC单片机接口技术[J]. 液晶与显示，2004，19（6）.

[2] 雪生. 用于LCD的LED背光源[J]. 现代显示， 2005，（7）.

[3]http：//省略New Three Channel LED Driver IC Provides High Current Accuracy[EB/OL].

[4] 刘敬伟，王刚等. 大尺寸液晶电视用LED背光的设计和制作[J]. 液晶与显示，2006，10(5).省略。

led开关电源范文第5篇

【关键词】 可见光通信 LED驱动电路 恒压源

在设计可见光通信光源要求的驱动电路时，不但要根据LED功率大小、驱动性能和经济性等要求选择合适的驱动方式，还应满足可见光通信设备的应用要求。因此，合理的驱动电路设计可以有效改善输出光功率和传输距离，从而提高系统性能。

本文比较了常见的两种适用于可见光通信设备应用要求的驱动电路，最终提出了一种切实可行的双重用途恒压LED驱动电路，并对其进行验证。

一、双重用途LED驱动电路

目前直流驱动是LED最常见的驱动方式。根据LED的直流驱动特性和可见光通信系统对LED驱动电路的要求，可将直流型LED驱动电路分为恒压驱动和恒流驱动。因为可见光通信系统不但要求LED驱动电路满足一般的照明要求，还应具备通信的功能，所以我们称之为双重用途LED驱动电路。

双重用途LED驱动电路的通信功能主要通过将LED光源的迅速关断和打开同步于数据的传送，从而实现通信信号的传输。本节我们将重点讨论这两种集照明与通信一体的双重用途LED驱动电路。

1.1 恒流双重LED驱动

LED的恒流驱动是指其电流保持恒定的驱动方式，当外界干扰使得驱动电流增大或减小时，都可以在恒流电路的调节作用下使驱动电流回到预设值。通过电流负反馈调节实现驱动电流i0为恒定值，其通信功能的实现主要是通过将调制信号加载到MOS管S2上，控制其高速导通和关断，使LED光源产生亮灭或亮暗变化，完成电信号转化为光学信号，实现基于LED光源的可见光通信。

1.2 恒压双重LED驱动

恒压驱动时，LED两端的电压要求保持基本恒定，由于存在纹波，LED电流会随着电压的波动而波动。图2为恒压双重LED驱动电路示意图，通过电压负反馈调节使LED获得一个稳定的驱动电压V0，将调制信号加载到开关S2上即MOS管的基极，实现MOS管随着调制信号通断，从而实现LED光源的调制，达到通信的效果。

目前恒压驱动技术比较成熟，引入电压负反馈后可以保证电压波动在一定范围以内，使得恒压驱动的LED能够满足照明的需求。恒压驱动能够更好地与可见光通信设备的应用相结合，并以其低成本，易实现的优势成为可见光通信LED驱动技术研究的重要内容。

二、恒压双重LED驱动的可见光通信

根据可见光通信的应用要求，本文给出了一种切实可行的恒压双重LED驱动电路。如图3所示，调制信号首先通过高速光耦合器控制高速MOS驱动器，实现S2的快速关断和打开，与调制信号同步，完成可见光通信的信号发射。其中高速光耦合器能够更好地隔离噪声源，R1能够控制LED光源的调制深度。

三、实验结果

通信速率和通信距离是可见光通信设备的两个重要指标，本文主要针对这两个指标进行研究。首先打开恒压双重用途驱动的LED光源，使用信号发生器的方波输出作为调制信号，利用滤光片来改善光电探测器信号接收能力，用示波器观察不同频率和不同距离情况下光电探测器所接收到的信号波形。实验共测了2组数据：第一组是在通信距离为1米时，不同频率下，观察二级放大接收信号的波形，如图5～图7所示，其中激励信号（图中最上波形）、LED光源电流信号（图中中间波形）、二级放大接收信号的波形图（图中最下波形）。

第二组是确定双重用途恒压源LED驱动能正常工作后，选择通信频率为2MHz，分别进行通信距离为1米、2米和3米的实验，用示波器观测波形，如图8～图10所示，其中激励信号显示为图中靠上波形，二级放大接收信号显示为图中靠下波形。本次实验表明，该恒压源双重LED驱动电路最大调制频率为3MHz，最远通信距离为3米，超过这两个数值，误码率急剧升高，不满足通信要求。

四、结论

本文针对LED驱动特性和可见光通信应用的要求，比较分析恒流双重LED驱动电路和恒压双重LED驱动电路，提出一种切实可行的恒压双重LED驱动电路，并设计出以两片OPA657为核心的接收电路和对其进行试验验证，实验结果表明，该恒压双重LED驱动电路满足照明和可见光通信应用要求。更远距离和更高频率的可见光通信LED驱动电路是下一步工作的重点。

参 考 文 献

[1] 迟楠.LED 可见光通信技术[M]. 北京：清华大学出版社， 2013.