接觸過LED的人都知道：由于LED正向伏安特性非常陡圖1.1（正向動態(tài)電阻非常?。?，要給LED正常供電就比較困難。不能像普通白熾燈一樣，直接用電壓源供電，否則電壓波動稍增，電流就會增大到將LED燒毀的程度。為了穩(wěn)定LED的工作電流，保證LED能正?？煽康毓ぷ鳎哂小辨?zhèn)流功能”的各種各樣的LED驅(qū)動電路就應運而生。最簡單的是串聯(lián)一只鎮(zhèn)流電阻，而比較復雜的是用許多電子元件構成的“恒流驅(qū)動器”。

此方案的原理電路圖見圖1。這是一種極其簡單，自LED面世以來至今還一直在用的經(jīng)典電路。

LED工作電流I按下式計算：

I與鎮(zhèn)流電阻R成反比；當電源電壓U上升時，R能限制I的過量增長，使I不超出LED的允許范圍。

此電路的優(yōu)點是簡單，成本低；缺點是電流穩(wěn)定度不高；電阻發(fā)熱消耗功率，導致用電效率低，僅適用于小功率LED范圍。

一般資料提供的鎮(zhèn)流電阻R的計算公式是：

按此公式計算出的R值僅滿足了一個條件：工作電流I。而對驅(qū)動電路另兩個重要的性能指標：電流穩(wěn)定度和用電效率，則全然沒有顧及。因此用它設計出的電路，性能沒有保證。

電路的工作是基于在交流電路中，電容存在容抗XC也有”鎮(zhèn)流作用”的原理。另外電容消耗無功功率，不發(fā)熱；而電阻則消耗有功功率，會轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，所以鎮(zhèn)流電容比鎮(zhèn)流電阻，能節(jié)省一部分電能，并能設計成將LED燈直接接到市電～220V上，使用更為方便。

此方案的優(yōu)點是簡單，成本低，供電方便；缺點是電流穩(wěn)定度不高，效率也不高。僅適用于小功率LED范圍。當LED的數(shù)量較多，串聯(lián)后LED支路電壓較高的場合更為適用。

上面已經(jīng)提到電阻、電容鎮(zhèn)流電路的缺點是電流穩(wěn)定度低（△I/I達±20～50％），用電效率也低（約50～70％），僅適用于小功率LED燈。

為滿足中、大功率LED燈的供電需要，利用電子技術常見的電流負反饋原理，設計出恒流驅(qū)動電路。和直流恒壓電源一樣，按其調(diào)整管是工作在線性，還是開關狀態(tài)，恒流驅(qū)動電路也分成兩類：線性恒流驅(qū)動電路和開關恒流驅(qū)動電路。

圖4是最簡單的兩端線性恒流驅(qū)動電路。它借用三端集成穩(wěn)壓器LM337組成恒流電路，外圍僅用兩個元件：電流取樣電阻R和抗干擾消振電容C。

上述線性恒流驅(qū)動電路雖具有電路簡單、元件少、成本低、恒流精度高、工作可靠等優(yōu)點，但使用中也發(fā)現(xiàn)幾點不足：

輸入整流:將正負變化的交流電變成單向變化的直流電

濾波:將變化的電壓波形平滑成波動較小的直流電壓波形

變壓器:儲存能量,產(chǎn)生需要的輸出電壓.原、副邊隔離。

輸出穩(wěn)壓:穩(wěn)定輸出電壓

取樣反饋:將輸出電壓的變化反映到控制電路,以便采取相應的措施保證輸出電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)

PWM+開關:控制電路,根據(jù)反饋回來的信號控制變壓器儲存能量的多少,從而保證輸出的穩(wěn)定

采用開關電源驅(qū)動的優(yōu)點:效率高，一般可以做到80%～90%，輸出電壓、電流穩(wěn)定。輸出紋波小。且這種電路都有完善的保護措施，屬高可靠性電源。

LED驅(qū)動電源主要有恒壓式和恒流式

（1）恒壓式：

a、當穩(wěn)壓電路中的各項參數(shù)確定以后，輸出的電壓是固定的，而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化；

b、恒壓電路不怕負載開路，但嚴禁負載完全短路。

c、以穩(wěn)壓驅(qū)動電路驅(qū)動LED，每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均；

d、亮度會受整流而來的電壓變化影響。

（2）恒流式:

1、恒流驅(qū)動電路驅(qū)動LED是很理想的,缺點就是價格較高.

2、恒流電路雖然不怕負載短路,但是嚴禁負載完全開路.

3、恒流驅(qū)動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化.

4、要限制LED的使用數(shù)量,因為它有最大承受電流及電壓值.

串聯(lián)式：

要求LED驅(qū)動器輸出較高的電壓。當LED的一致性差別較大時，分配在不同的LED兩端電壓不同，通過每顆LED的電流相同，LED的亮度一致。

當某一顆LED品質(zhì)不良短路時，如果采用穩(wěn)壓式驅(qū)動，由于驅(qū)動器輸出電壓不變，那么分配在剩余的LED兩端電壓將升高，驅(qū)動器輸出電流將增大，導致容易損壞余下所有LED。如采用恒流式LED驅(qū)動，當某一顆LED品質(zhì)不良短路時，由于驅(qū)動器輸出電流保持不變，不影響余下所有LED正常工作。當某一顆LED品質(zhì)不良斷開后，串聯(lián)在一起的LED將全部不亮。解決的辦法是在每個LED兩端并聯(lián)一個齊納管，當然齊納管的導通電壓需要比LED的導通電壓高，否則LED就不亮了。

并聯(lián)式：

要求LED驅(qū)動器輸出較大的電流，負載電壓較低。分配在所有LED兩端電壓相同，當LED的一致性差別較大時，而通過每顆LED的電流不一致，LED的亮度也不同?？商暨x一致性較好的LED，適合用于電源電壓較低的產(chǎn)品

當某一個顆LED品質(zhì)不良斷開時，如果采用恒壓式LED驅(qū)動，驅(qū)動器輸出電流將減小，而不影響余下所有LED正常工作。如果是采用恒流式LED驅(qū)動，由于驅(qū)動器輸出電流保持不變，分配在余下LED電流將增大，導致容易損壞所有LED。解決辦法是盡量多并聯(lián)LED，當斷開某一顆LED時，分配在余下LED電流不大，不至于影響余下LED正常工作。所以功率型LED做并聯(lián)負載時，不宜選用恒流式驅(qū)動器。當某一顆LED品質(zhì)不良短路時，那么所有的LED將不亮，但如果并聯(lián)LED數(shù)量較多，通過短路的LED電流較大，足以將短路的LED燒成斷路。

串并混聯(lián)方式

在需要使用比較多LED的產(chǎn)品中，如果將所有LED串聯(lián)，將需要LED驅(qū)動器輸出較高的電壓。如果將所有LED并聯(lián)，則需要LED驅(qū)動器輸出較大的電流。將所有LED串聯(lián)或并聯(lián)，不但限制著LED的使用量，而且并聯(lián)LED負載電流較大，驅(qū)動器的成本也會大增。解決辦法是采用混聯(lián)方式。串并聯(lián)的LED數(shù)量平均分配，分配在一串LED上的電壓相同，通過同一串每顆LED上的電流也基本相同，LED亮度一致。同時通過每串LED的電流也相近。

當某一串聯(lián)LED上有一顆品質(zhì)不良短路時，不管采用恒壓式驅(qū)動還是恒流式驅(qū)動，這串LED相當于少了一顆LED，通過這串LED的電流將大增，很容易就會損壞這串LED。大電流通過損壞的這串LED后，由于通過的電流較大，多表現(xiàn)為斷路。斷開一串LED后，如果采用恒壓式驅(qū)動，驅(qū)動器輸出電流將減小，而不影響余下所有LED正常工作。如果是采用恒流式LED驅(qū)動，由于驅(qū)動器輸出電流保持不變，分配在余下LED電流將增大，導致容易損壞所有LED。解決辦法是盡量多并聯(lián)LED，當斷開某一顆LED時，分配在余下LED電流不大，不至于影響余下LED正常工作。

混聯(lián)方式還有另一種接法，即是將LED平均分配后，分組并聯(lián)，再將每組串聯(lián)一起。

當有一顆LED品質(zhì)不良短路時，不管采用恒壓式驅(qū)動還是恒流式驅(qū)動，并聯(lián)在這一路的LED將全部不亮，如果是采用恒流式LED驅(qū)動，由于驅(qū)動器輸出電流保持不變，除了并聯(lián)在短路LED的這一并聯(lián)支路外，其余的LED正常工作。假設并聯(lián)的LED數(shù)量較多，驅(qū)動器的驅(qū)動電流較大，通過這顆短路的LED電流將增大，大電流通過這顆短路的LED后，很容易就變成斷路。由于并聯(lián)的LED較多，斷開一顆LED的這一并聯(lián)支路，平均分配電流不大，依然可以正常工作，哪么整個LED燈，僅有一顆LED不亮。

如果采用恒壓式驅(qū)動，LED品質(zhì)不良短路瞬間，負載相當少并聯(lián)一路LED，加在其余LED上的電壓增高，驅(qū)動器輸出電流將大增，極有可能立刻損壞所有LED，幸運的話，只將這顆短路的LED燒成斷路，驅(qū)動器輸出電流將恢復正常，由于并聯(lián)的LED較多，斷開一顆LED的這一并聯(lián)支路，平均分配電流不大，依然可以正常工作，哪么整個LED燈，也僅有一顆LED不亮。

通過對以上分析可知，驅(qū)動器與負載LED串并聯(lián)方式搭配選擇是非常重要的，恒流式驅(qū)動功率型LED是不適合采用并聯(lián)負載的，同樣的，恒壓式LED驅(qū)動器不適合選用串聯(lián)負載。

工程中的簡易計算方法

例：SLT5-12VC額定輸出功率為5W電源，輸出電壓12V，白光LED額定正向電壓3.3V，耗散功率為65mW，可配置多少個LED？

（1）計算每條支路的LED個數(shù)：3.3V×3=9.9V

65mW÷3.3V=20mA（12V-9.9V）÷20mA=105Ω

（2）計算并聯(lián)支路數(shù)：5W÷（65mW×3+20mA×20mA×105Ω）=21

（3）總共可以接多少個LED：21×3=63個（串并混聯(lián)）

例：SLT10-350IF一個額定輸出電流為DC 0.35A，額定功率為10W電源，耗散功率為65mW，正向電為0.02A的白光LED，可怎樣配置？

（1）計算每條支路的LED個數(shù)：10W÷0.35A=28.6V

65mW÷0.02A=3.25V 28.6V÷3.25V=8

（2）計算并聯(lián)支路數(shù)：0.35A÷0.02=18

（3）總共可以接多少個LED：8×18=144個（串并混聯(lián)）

A.LED降額使用。

B.使用線性恒流驅(qū)動器，特別注意其工作壓差。

C.隔離式開關恒流驅(qū)動器次級輸出電源不宜懸空，負極應接地。

D.對開關恒流驅(qū)動器，要嚴格遵守：先接好LED燈，再接通驅(qū)動器電源的操作順序。

如果相反操作，在接通LED燈瞬間，將會有極大的沖擊電流通LED燈，威脅LED燈的使用安全?，F(xiàn)以圖10電路為例，對此沖擊電流值作一下計算，并對其產(chǎn)生原因作一次分析。

來源  |   本文由中國LED網(wǎng)（CNLED網(wǎng)）整理。