基于PT4115的大功率LED恒流驱动的设计方案

　　0 引言

　　光伏发电行业作为一种新兴行业，其发展具有突飞猛进的趋势。光伏照明是光伏产业中的支柱产业。由于光伏电池所发出来的电如果不经过一次变换的话是直流电，因此，LED 光源作为一种直流电光源，尤其适合光伏照明产业。但是，LED 的高效节能的优点要想保证的话，其驱动具有尤为重要的作用。本文对大功率LED 和小功率LED 适合的驱动进行了比较研究。并且提出一种基于PT4115 的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。

　　1 LED 工作特性

　　LED 具有对电压敏感的特性，当LED 两端电压超过其导通电压后。可近似的认为其正向电压VF和正向电流IF 成比例关系。因此，电压的变化会引起电流的变化。

图1 　LED 的VF 和IF 特性曲线线

　　从图1 可以看出电压的微小变化会引起电流的极大变化。由此，可以得出对于LED 应该采用恒流驱动，防止流过LED 电流的极大波动，影响LED 的使用寿命。因此，不管是交流恒流驱动还是直流恒流驱动，其输出端LED 两端电压的峰峰值最好控制电流在几十毫安。

　　2 LED 常用驱动技术比较研究

　　2. 1 电阻镇流驱动

图2 采用镇流电阻驱动的原理图

　　从图2 中可见，采用电阻镇流的驱动方式就是在LED 灯串上串联上镇流电阻。通过镇流电阻降低在LED 灯串上的电压，防止LED 过压被击穿。镇流电阻的驱动方式实际上就是通常所说的恒压驱动方式。该种驱动方式虽然简单，但是在镇流电阻上会有损耗，并且，损耗会随输入电压的增大而增大。因此，该种技术作为最早的驱动技术，已经随着技术的发展，逐渐被取代。

　　2. 2 PWM恒压驱动方式

　　众所周之，PWM驱动方式本身具有驱动效率高的优点。因此，采用PWM 恒压驱动方式具有效率高，驱动电路简单的优势。但是，镇流电阻这种恒驱动方式，已经不适合当今光伏照明的简洁、高效的趋势。因此，PWM恒压IC 随之出现。

图3 恒压驱动原理

　　对于采用恒压驱动(见图3) ,因输出到LED 负载两端的压降不变，如果其中一路的某颗LED 发生短路故障，则这个输出的恒压压降将全部降在其它LED 两端，则剩余的每颗LED 承受的电压可能超过电压额定值，而将其烧毁。

　　LED 因其VF 值特性原因做不到相同，随着温度及电流大小也有些VF 值也会发生变化，一般不适合并联设计。但是有些情况又不得不并联解决多颗LED 驱动成本问题，就像小功率LED 如果每一路采用一个恒流源会大大增加驱动成本，因此，就必须采用多组LED 灯串并联，而采用恒压驱动的方式进行驱动。