试论新型LED照明灯具驱动电路的研究与设计

姚斌雄

摘要：最近这几年，人们对于新型LED照明灯具的研究力度相对较大，而且在针对灯具驱动源技术进行深入的研究时，设计了恒流式驱动电路，它保证了LED灯具在使用的过程当中具有更稳定的特点，它在使用电容降压式驱动以及TVS对电路进行过压保护的状态下，就可以将电路的电流线定在一定的范围之内。与此同时，驱动电路的设计可以确保各个LED串联支路电流保持一致的状态，同时也可以对传统LED连接的方式进行综合性分析，使得新型的LED阵列结构具有更为稳定性的特点。

关键词： LED恒流驱动;阵列结构;电容降压;保护电路

在最近这两年，人们对于环保的关注力度越来越高，而且我国正在创业节约型以及环境友好型的社会，所以绿色照明，绿色生产以及绿色环保的观念深入人心。在科学技术快速发展的背景之下，半导体材料的应用范围在不断的拓宽小功率的LED光源也逐渐应用在不同的照明场景当中。除了景观照明之外，LED灯具在家用照明当中也获得了较为广泛的应用，并获得较好的应用效果。针对要一地照明的相关内容进行综合考虑时，我们主要考虑的因素是它的亮度成本以及寿命。影响LED照明灯具寿命的因素主要是频繁启动瞬间的电流冲击，以及外界的各种脉冲和LED使用时的连接方法。所以为了保证LED的使用寿命得到有效的延长，我们需要设计出一种简单廉价实用的驱动电路。

一、 LED灯具驱动设计对LED灯具使用的影响

自从，LED作为一种新型光源，被人们研究并且推广使用以来LED灯具的发展速度越来越快，而且它在设计以及生产的过程当中使用的驱动方式具有较为明显的差异，有阻容降压式驱动，恒压式驱动，恒流式驱动，慢冲式驱动等等多种不同类型的驱动方式，对于 LED的发展而言带来了积极的影响。但是因为半导体发光二极管是电流是半导体功率器件，它在使用期间它的电流会直接影响到它的发光度以及节温的温度，以LED作为基础，使用不同类型的驱动方式，最后所展现出来的使用效果也具有比较明显的差异。常用的驱动方式是阻容降压式驱动方式，这是一款较为简单并且具有较高经济性能的要与其驱动方案，使用的元器件相对较少，与此同时电路结构也具有解一个够简单的特点，它只需要靠电容降压以及限流就可以保证其电流具有稳定性的特点，当然在这个过程当中，通过对输入电压变化进行有效的控制，对其后期的使用效果也会产生很大的影响。

其实不管使用哪种类型的驱动设计方式，无论是主阻容降压式驱动，恒压式驱动还是十恒流式驱动，我们都需要对LED供电方案进行深入的了解，目前市场上使用的驱动方案是从严格的角度分析都不是最佳的方案，所以我们需要花费更多的时间和精力对其驱动方案进行深入的研究，保证其驱动方案具有科学性以及合理性的特点，只有这样才可以真正推动要义的照明的发展。

二、 LED灯的连接

1.传统LED灯的连接方式

影响LED日光灯寿命的因素相对较多，很多因素都会被设计者直接忽略，其中LED的连接方式，因为未能得到有效的关注，所以其解决的力度也比较高，对于LED使用寿命的影响力度比较大。传统的LED阵列方式主要有串联方式，并联方式以及串并联式方式，这三种不同类型的结构，而其不同类型的LED阵列方式也存在较为明显的特点。其中串联式的LED阵列方式的有点在于它具有较高的抗阻能力，可以帮助阵列前端的电源进行供应期的设计工作。并联式的LED阵列方式，优点在于具备驱动电流可平均分配的特点，如果使用恒流源驱动阵列，那么如果部分元器件出现断裂的情况，那么其余的电流就会分散到多个LED上。但是如果出现部分LED短路的情况，那么它两端也会形成短路。串并联系的LED阵列方式，优点在于具有较高的阻抗能力，而且每一组串联的LED可以看作独立的系统，如果一部分系统出现短路，那么整个系统的阻抗变化相对较小。

2.新型LED阵列结构

传统的LED阵列形式，在实际使用的过程当中所存在的问题相对较多，而这些问题未能得到有效的解决，也直接导致元器件在投入使用之后出现各种各样的故障问题。所以相关设计人员根据LED的实际运行情况设置新型的LED连接阵列结构，这些结构是由无数个要义的单元共同组成，而每一个单元又由三个部分共同组成。因为每一个单元都是一个独立的结构和独立结构内部又有不同的语言器件，所以它本身的正极可以连接到另一个分支的阳极上，可以达到并联的效果，这种这类连接的方式可以有效的解决LED短路以及断路的相关问题，它与传统的要有一定阵列结构方式相比，具有比较明显的稳定性。而且当部分的LED出现故障时，其余的LED仍然可以保持正常运行的状态。使用这种类型的连接方式，可以保证验证当中的元器件的不同特性展现出来，而且每一颗LED的亮度都基本相同，此设计方案的性能具有稳定性以及可靠性的特点。

三、LED灯驱动电路设计

在目前市场上使用的多种LED照明产品当中，功率最小的照明产品所使用的驱动方式都是恒流驱动以及稳压驱动，这种驱动方式本身就具有稳定性的特点，特别是对于恒流式驱动电路而言，它的电流是恒定的稳压电绝电路又是输出的，电压是固定的，所以它在使用的过程当中其稳定性相对较高。因为在处于负债变化的情况下，电流的波动比较大，所以在大电流工作比较长的情况下，LED的使用寿命会大幅度缩短。此时选择横流式驱动电源，对于LED的发展而言是较为理想的。但是LED的驱动源在实际使用的过程当中所存在的问题还是比较明显，例如抗浪涌的能力比较差，特别是对反向电压能力的反抗能力也比较差，所以我们应该花费更多的时间和精力对抗反压电压能力的内容，进行足够的关注，解决驱动源可靠性的相关问题，才可以使得LED灯具真正的替代普通的日光灯。

結束语

本文以LED灯具的实际使用情况作为基础，以电容降压式驱动电路以及新型LED阵列结构作为研究的主要方向，设计不同类型的LED日光灯电路。与传统的电路相比，该类型的电路具有体积小，可靠性高以及寿命长的特点，它能够很好地将降压电容进行有效的改变，并且适用于多种不同类型的LED灯具。在实际使用的过程当中，我们可以针对多LED组合光源的实现方法不同的实现方法以及具体存在的问题，对LED光源的整合进行充分讨论，保证LED灯具的设计以及使用都具有稳定性的特点。

参考文献：

[1] 薛帅， 张军朝， 侯瑞，等. 基于LLC谐振拓扑的均流可调光LED驱动电路研究[J]. 电子器件， 2020， v.43（02）：125-131.

[2] 何欣， 冯雷， 张来军. LED驱动电路中电解电容对频闪的影响[J]. 光源与照明， 2020（2）.

[3] 黄云昭. LED驱动电路在汽车电子中的设计研究[J]. 汽车世界， 2019， 000（017）：P.53-53.