散热、驱动电源、光源是做好一个LED照明产品最关键的几个部分。虽然散热显得尤为重要，散热效果直接影响到照明产品的寿命质量，但是光源是整个产品的核心部分，驱动电源本身的寿命及输出电流、电压的稳定性对产品的整体寿命质量也有很大影响。

LED驱动电源也是一个配套产品，目前市场上的电源品质参差不齐，下面提供一些LED驱动电源的相关知识。

一、 什么是LED驱动电源

LED驱动电源把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。LED电源核心元件包括开关控制器、电感器、开关元器件(MOSfet)、反馈电阻、输入滤波器件、输出滤波器件等等。根据不同场合要求、还要有输入过压保护电路、输入欠压保护电路，LED开路保护、过流保护等电路。

二、LED驱动电源的特点

(1)高可靠

性特别像LED路灯的驱动电源，装在高空，维修不方便，维修的花费也大。

(2) 高效率

LED是节能产品，驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结散热非常重要。电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小，也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。

(3)高功率因素

功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器，没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大，但晚上使用照明量大，同类负载太集中，会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源，据说不久的将来，也许会对功率因素方面有一定的指标要求。

(4)驱动方式

现在通行的有两种：其一是一个恒压源供多个恒流源，每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式，组合灵活，一路LED故障，不影响其他LED的工作，但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电也就是“中科慧宝“改采用的驱动方式，LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点，但灵活性差，还要解决某个LED故障，不影响其他LED运行的问题。这两种形式，在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式，在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。

(5)浪涌保护

LED抗浪涌的能力是比较差的，特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外，如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应，从电网系统会侵入各种浪涌，有些浪涌会导致LED的损坏。因此分析“中科慧宝“的驱动电源在浪涌保护方面应该有一定的欠缺，而至于电源及灯具频繁更换，LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入，保护LED不被损坏的能力。

(6)保护功能

电源除了常规的保护功能外，最好在恒流输出中增加LED温度负反馈，防止LED温度过高;要符合安规和电磁兼容的要求。

三、按驱动方式分类

(1)恒流式恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化，负载阻值小，输出电压就低，负载阻值越大，输出电压也就越高;恒流电路不怕负载短路，但严禁负载完全开路;恒流驱动电路驱动LED是较为理想的，但相对而言价格较高;应注意所使用最大承受电流及电压值，它限制了LED的使用数量。

(2)稳压式当稳压电路中的各项参数确定以后，输出的电压是固定的，而输出的电流却随着负载的增减而变化;稳压电路不怕负载开路，但严禁负载完全短路;以稳压驱动电路驱动LED，每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均;亮度会受整流而来的电压变化影响。

四、整体恒流和逐路恒流工作方式优缺点

与整体恒流相较，逐路恒流虽然缺点比较多，成本也比较高。但是它能真正的起到保护LED和延长LED的寿命，所以逐路恒流才是未来的趋势。

1）、输入95~265V，输出23V/280~300mA

2）、可驱动大功率7*1W

3）、体积最小，尺寸40mm*17mm*17mm

4）、PI方案，符合CE认证标准PMC测试

5)、宽压恒流，性能稳定，转换效率高

五、LED驱动电源电路图

1、先从一个完整的LED驱动电路原理图讲起。本文所用这张图是从网上获取，并不代表具体某个产品，主要是想从这个图中，跟大家分享目前典型的恒流驱动电源原理，同时跟大家一起分享大牛对它的理解，希望可以帮到大家。那么本文只做定性分析，只讨论信号的过程，对具体电压电流的参数量在这里不作讨论。如图1某LED驱动电路原理图，这是一款可AC/DC输入方式的LED驱动电路，使用无电解电容。是比较典型的LED驱动电路。

图1LED驱动电路原理图

原理分析：为了方便分析，把图1分成几个部分来讲

1：输入过压保护---主要是雷击或者市冲击带来的浪涌

2：整流滤波电路---将交流（或者是直流）变成直流的过程

3：箝位电路---------主要是吸收变压器工作时产生的尖峰和反向电动势

4：IC工作过程--------主要是IC的供电原理，变压器的工作方式，电压变换过程。

5：输出整流---------将交流再次变成平滑理想的直流电压过程

6：恒流原理---------电路中稳定输出电流控制过程分析

图2输入过压保护电路

1、输入过压保护电路：如果是DC电压从“+48V、GNG”两端进来通过R1的电阻，此电阻的作用是限流，若后面的线路出现短路时，R1流过的电流就会增大，随之两端压降跟着增大，当超过1W时就会自动断开，阻值增加至无穷大，从而达到保护输入电路+48V不受到负载的影响)限流后进入整流桥， R1与RV构成了一个简单过压保护电路，RV是一个压敏元件，是利用具有非线性的半导体材料制作的而成，其伏安特性与稳压二极管差不多，正常情况显高阻抗状态，流过的电流很少，当电压高到一定的时候(主要是指尖峰浪涌，如打雷的时候高脉冲串通过市电串入进来)，压敏RV会显现短路状态，直接截取整个输入总电流，使后面的电路停止工作，此时，由于所有电流将流过R1和RV，因R1只有1W的功率，所以瞬间可以开路，从而保护了整个电路不被损坏。

2、整流滤波电路：当交流AC输入时，则桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的电路，将交流电转变为直流电。当直流DC(+48V)电压直接进入整流桥BD时，输出一个上正下负的直流电压，如果+48V电源本身也是直流的，那整流桥的作用就是对输入起到的是极性保护作用，无论输入是上正下负还是上负下正都不会损坏驱动电源，通过C1\C2\L1进行滤波，图3是一个LCΠ型滤波电路，目的是将整流后的电压波形平滑的直流电。点击放大图片

图3LCΠ型滤波电路

3、箝位吸收电路：图4红框内为箝位吸收电路。箝路电路存在的理由其实就是保护IC里面的MOS管，其过程为--整流滤波以后的电压分成2路，一路通过变压器绕组后进入U1的TK5401的第7、8脚，下文会介绍U1，先看箝位这一路，这路是通过R1、C3、D2然后也连到7、8脚，这个R1、C3、D2就组成了一个简单的箝位电路，主要功能就是用来吸收尖峰和浪涌的，和RV压敏电阻作用不同的是，RV主要是防止打雷或者市电冲击起到保护作用，箝位功能是吸收变压器TRANS2-2绕组两端的反向电动势，消除自激振荡，起到快速复位作用，为变压器一个周期做准备，如果变压器得不到复位就会饱和，会失去感抗， R1和C3组成了一个RC充放电回路，用来反向积累的电动势，D2主要是隔离作用，变压器在正半周的时，感应电动势为上正下负时，使整过环路处于断开状态，而变压器进入负半周时，给箝位电路提供通路，快速将电动势环路处于断开状态，而等变压器进入负半周时，给箝位电路提供通路，快速将电动势释放，从而达到保护IC里头的MOS管不被尖峰击穿而损坏。

图4箝位吸收电路

4、 U1工作原理：这款LED驱动IC--TK5401驱动器，主要的特点是为无需在应用电路上使用电解电容器而设计的。该IC的主要特点是高低电压过流保护补偿，不需要电解电容的高PF值。内置高电压功率MOS管650/1.9欧姆，支持通用交流输入电压AC85V--265V,该IC的驱动电路通过脉冲检测漏电流峰值，在D/ST(7脚，8脚)端电压高于OCP电压时关闭功率MOS管，漏电流保护连接在s/ocp(1脚)和GND(3脚)间的电流采样电阻。当采样电阻的压降达到OCP电压阀值，就关闭功率MSG管。

通俗一点说，该电路的变压器采用反激式工作方式，如图5：即变压器的初级和次级的相位是相反的，在同一时间，两者相关180度。

图5变压器采用反激工作方式

整流滤波后通过变压器绕组然后进到IC的7、8脚，这个7、8脚就是IC里面MOS管的“D极”也叫漏极，接地的是“S极”也叫源极，整过电源电压的变换都由D极”和S极两个引脚的接通和断开来实现，就是它们工作时会一直处在接通和不接通状态，反复的接通和断开使变压器实现在电--磁-电的变换，至于它是怎么进行接通和不接通的?这个频率又是多少?下面分析一下工作过程：

①第一次变换的建立：当U1上电，通过7、8脚连通的内部启动电路给供电，使用U1开始工作，此时U1将输出方波脉冲传递给U1内部MOS管的“G极”也叫栅极，使D极和S极接通，这时D极和S级等电位，而S极又是接地的，等于把变压器的一端瞬间接地，从而产生回路，变压器是感性元件，电流不能突变，所以它自身会产生感抗来阻止电流突变。按照线性的曲线进行变化，慢慢上升，为了能够阻止它突然，它会产生一个与它相反的感应电压势来抑制它，这样一来，下面的绕组和次组绕组就会跟着产生电动势，从而产生电压，电—磁—电转换的机理也在于此，当然这是变压器和磁性材料本身具有的特性。

②第二次变换的建立：当变压器下面的绕组产生电动势以后(我们通常把它叫着正反馈供电绕组)，通过D3整流，R3限流，再经C4滤波后分成二路进行供电，一路给U1的第2脚供电，另一路给光电耦合器件PC817供电，当第2脚开始供电时，U1内部的整个PWM供电控制系统将自动转到由正反馈绕组供电，使内部振荡电路继续工作，从而输出第2个脉冲控制信息，使MOS管开次开通，如此周而复始的使用MOS不断的处理开和关状态进而让变压器工作在电-磁-电的转换状态。图6是TK5401工作时序。图7为TK5401内部框图。

图6TK5401工作时序

图7TK5401内部框图

5、输出整流电路：如图8为输出整流电路。变压器工作以后，次级就会输出一个电压通过D4整流，C8和L1进行滤波，然后给LED灯进行供电，这里的L1除了能够滤波，还有续流的作用，就是保持输出电流的一致性，正是利用电感中的电流不能突然这一特性。

6、恒流电路：恒流电路是整个电路原理图的实质，如图8，是恒流电路的几个组成部分

为了更清楚的说明恒流的工作，有必要重新认识这个U1。

图9U1引脚说明

U1的每个引脚功能，8脚为MOS输入端，6脚是空脚，5脚外接的电容是振荡电容，直接决定了RC时间常数，就是充放电时间，一般充电MOS管是接通时间，放电是断开时间，4脚是电压检测脚，通过对4脚的电压值控制输出脉冲的占空比，3脚接地端，2脚是U1供电脚，第1脚外接的电阻和第5脚的电容组成了RC电路，给U1内部提供振荡源，脉冲的充放电时间常直接由这个电阻和电容决定。4脚外接的光耦PC817,另一端PC817和输出电路R4两端相并联， R7在这里是起到检测电流的作用，根据电压=电流*电阻的原理，电流越大，R4两端的电压就会越大，电压越大，那么并连到R4两端的PC817也会有电压并且开始导通，导通后副边的RV也会跟着导通，就是它内阻下降，这样一来第4脚的电压就会上升，上升以后与U1里面的基础电压相对比，然后会直接输出一个信号使MOS管提成关断，从而达到恒流目的。

图10恒流电路

五、总结：LED驱动电源电路图和其他用电器电源电路一样，不同的是led驱动电源可能设计图会不一样，但它的输出电流是恒定的,理想的电路是无论LED的特性曲线怎么变化,驱动电源的电流保持不变. 这是LED的伏安特性决定。作为电源工程师,我们知道LED的特性需要恒流驱动,才能保证其亮度的均匀,长期可靠的发光。LED是节能产品，驱动电源也要符合节能的要求。今天给大家分析的这个仅仅是LED的一个典型可以AC/DC输入，且可采用无电解电容驱动电路的一个案例原理，只是做了一些定性分析

联系方式：邹先生

联系电话：0755-83888366-8022

手机：18123972950

QQ：2880195519

联系地址：深圳市福田区车公庙天安数码城天吉大厦CD座5C1

请搜微信公众号:“KIA半导体”或扫一扫下图“关注”官方微信公众号

请“关注”官方微信公众号:提供 ?MOS管 ?技术帮助