【发光二极管不同驱动技术比较研究12000字（论文）】

发光二极管不同驱动技术比较研究摘要近年来，发光二极管照明以其节能环保、寿命长久、体积小巧等特点得到了迅速的发展。而其发光二极管驱动技术已经不单单追求效率等基本电气性能，同时还必须考虑更多健康化、智能化、个性化的应用需求。本文将围绕控制多输出类型的变换器为核心，展开关于当变压器处于峰值类型电流下如何利用双路输出Boost开关的研究，在研究时还原了分时复用技术，通过为系统绘制出以开环传递函数为基础的波特图，确定系统所具备的稳定性能。同时深入剖析当前国内外关于多路输出变换器的研究情况，希望设计出以双路输出为基础进行反激行动的驱动器和相关的特性曲线图。基于此，本文首先针对实现变换器单级的所需条件进行分析，其次再对功率和占空比二者进行了研究，接着确定两路输出方式进行分配所需的时间，最后对电感的利用率等相关内容进行了概述。关键词：发光二极管；多路恒流输出；驱动技术目录第一章绪论 第一章绪论1.1研究背景及意义随着全球经济的快速发展，各国也越来越重视环保科技的发展，为了响应低碳绿色环保的口号，人们开始着力于绿色光源的研发，其中最具代表性的就是照明光源，譬如当前使用最多的二极管照明系统，其不仅高效节能，且更加健康环保，所以在多个照明领域中都可见到它的身影。如今，支撑科技发展的电力能源需求越来越大，而就此引发能源和环境问题不单只有中国孤身面临，而是成了全世界都急需解决的问题，所以全球多个国家达成共识，希望能够有效的利用现有的能源，减少环境的污染，重现节能环保的绿色地球。基于此，设计出高效节能的照明设备显得至关重要，所以本文将围绕可进行环保高效的发光的二极管驱动器为基础，展开相关照明产品的研究，并希望以此研发出更加智能更加环保的发光二极管，为环保事业贡献出自己微薄的力量。1.2发光二极管发展现状和发展趋势1.2.1发光二极管的发展现状20世纪60年代，第一代发光二极管诞生，其生产的主要原料就是锗。随着时间的推移，到70年代时，人们研发出了磷化镓，并以此作为光源的主要材料，此时的发光二极管则多被用在指示器等设备上。直到80年代，以砷化镓为材料的高亮度发光二极管才被人们研发出来，并将其直接用于供电等用途上。第一批蓝色发光二极管出现在20世纪90年代初;90年代中期，超亮氮化镓发光二极管问世。新材料的开发使发光二极管的应用范围从一般照明扩展到仪器仪表、电子显示屏和交通信号灯。与西方发达国家相比，中国的LED芯片和外延片等制造还较为落后。当前在国内拥有此项制造技术的企业只有三家，一是位于上海的蓝光公司；二是位于厦门的三安公司；三是位于广州的普光公司。放眼望去，在当前中国生产LED驱动电源的企业中，拥有制造隔离变换器和恒流控制技术的厂家寥寥无几，这也使得我国当前以LED做为驱动电源的发展止步不前。为了打破这一局面，一些制造芯片的企业开始从自身技术上实现创新，生产出了多种芯片，譬如可调光芯片、恒压芯片等，这也推动了以LED为基础的驱动电源技术发展。1.2.2发光二极管的发展趋势（1）主流照明光源将转换为发光二极管现如今，发光二极管的技术已经相对较为成熟，其发光时所拥有的效率都超过了150mm/W，且使用时的寿命也能满足需求。现在市面上发光二极管的价格也约等于其他不同类型的光源（除去大功率）。因此，相对而言，发光二极管已经具有某些优点。同时，发光二极管实验室产品的发光效率达到了300mm/W以上，并且通过合理的散热设计，能够达到更长的使用效率。原则上，其他光源几乎没有空间来提高其发光效率和寿命。因此，可以预期的是，发光二极管将很快成为照明市场上的主流光源。（2）窄光谱发光二极管的研究。单个发光二极管的窄光谱宽度将有助于在组装发光二极管光谱时获得无限的灵活性。所有发光二极管也更具有发展空间。同样的，显示器就是发光二极管的诸多应用之一，如果光谱宽度能够减小，那么一个更大的色谱领域将被打开。（3）用于一般照明的白光发光二极管将逐渐转变为RGB一般照明的光源是白光或接近白光。目前，市场上最具成本效益，且可发出白光的发光二极管主要是由两种物质构成，一是可发出蓝色光的二极管；二是YAG类型的荧光粉。但是，从理论上讲，RGB方法的效率更高，并且RGB方法将使灯能够调整光，颜色甚至显色指数。因此，随着绿色发光二极管的光效率的提高，相信三种原色模式（进一步扩展到3种或更多种单色发光二极管混色）将成为主流的白色发光二极管模式。（4）光源的两大应用发光二极管有可能使视觉与非视觉的应用，最简单的例子就是农业照明，医疗照明和发光二极管可见光通信。相比之下，发光二极管在非视觉领域的应用尚有许多问题需要解决，包括：优化何种照明条件，需要进一步降低发光二极管的价格。前者是一个科学问题，而后者是一个工业化问题。（5）照明技术将与信息技术深度融合，打造智能照明发光二极管作为半导体器件很容易操作。同理，在人们居住的，灯具必须要存在。因此，它也能为信息技术提供一定的载体。可以看出，智能照明也会越来越发达，而这也会成为发光二极管重要的发展目标1.3发光二极管的应用根据发光二极管本身的优点，目前主要用于以下几个方面（1）采用显示屏和交通信号显示光源的发光二极管灯具有防震，光响应快，省电，寿命长的特点。在显示屏上用的越来越多，分为全彩，三色和单色显示屏。全国范围内正在开发和生产100多个单元。其次，由于信号灯里使用各种不同的发光二极管灯，也发现了它们具有很好的节能，且使用起来也非常可靠，因此交通信号灯在我国正一步一步不断地完善与升级改进。它广泛的被人们所需要的，因此很有发展空间。（2）我国汽车灯主要包括仪表板，音频指示器等一系列部件。由于汽车上的白炽灯很脆，非常容易就会坏，用的时间不长。上世纪末，大量制造高级刹车灯。因为发光二极管反应快，可以警告驾驶员尽快制动，以减少追尾事故。而在一些条件好的国家，高位刹车灯是小型车的必需品。上世纪末，惠普研发出的发光二极管尾灯模块能够组合成各种不同类型的尾灯。另外，汽车表盘及其他组件也陆续开始用发光二极管来保证照明的需求。（3）高效背光是最有吸引力的发光二极管背光。液晶背光源也采用了发光二极管的形式来制作成，因此具有寿命长，发光效率高，等一系列好处。它已被广泛用于电子表，手机，血压计，电子计算器和读卡器中。发光二极管在小型电子产品上也有诸多背光的应用。因此，背光制造技术将朝着更薄，更低功耗和均匀性的方向发展。发光二极管是手机的关键设备。普通手机或PHS大约需要10个发光二极管设备，而彩色屏幕和带摄像头功能的手机大约需要20个发光二极管设备。当前，手机的背光消耗非常大，每年使用35亿个发光二极管芯片。并且，在中国，发光二极管也越来越多的被应用到手机产业（4）发光二极管在早期发明的产品都有一个共同的问题那就是发光效率不高。它适用于室内场合，并用于家用电器，仪器，通信设备，微型计算机，玩具等。就目前发展趋势来看，传统类型白炽灯终将会被淘汰，而发光二极管大有代替之势。就日本为例，其当前所研发的重点就是可发光的二极管，同时对五年内白炽灯的使用预算做了规划，大致为50亿日元。以发光二极管的角度进行分析，如果用其取代一半数量的白炽灯进行照明，不仅可将原油的使用量降低60亿升，还可有效减少温室效应，真正意义的实现绿色环保。

第二章发光二极管的设计简介2.1发光二极管的电气特性2.1.1发光二极管的发光原理就发光二极管而言，其进行发光时的主要材料就是固体的半导体芯片。譬如GaAsP等。这些半导体运行时主要依赖的是PN结，而其与一般PN结有着不同的I-V特性，详细包括以下几个方面，一是可进行正向的导通；二是可进行反向的截止；三是可进行击穿；四是可进行发光。其发光的主要工作原理如下：首先将正向偏置类型的电压施加在电极上，然后将电子注入到P区，将空穴注入到N区,最后进入对方区域的各类载流子就会发生复合反应,此时多余的能量就会通过电子发生的辐射图2-1发光二极管发电原理示意图2.1.2发光二极管的伏安特性就发光二极管而言，其所表现的伏安特性主要依靠发光二极管内部的芯片PN结所拥有的性能。因此发光二极管所具备的I-V特性有两大特点，一是拥有非线性的特点，二是可进行单向类型的导电,即外加正偏压表现低接触电阻,反之为高接触电阻,如图2-2所示。图2-2关于发光二极管所体现的伏安特性曲线详情展示图2.1.3关于发光二极管进行等效电路连接等相关的概述参考图2-3，可详细了解到发光二极管在正向方面所体现出的伏安特性。图2-3发光二极管的正向伏安特性2.2发光二极管的连接方式2.2.1全部串联以发光二极管而言，当其进行连接时，全部使用的是以串联为主的方式，参考图2-4可得知，当所有进行发光的二极管首尾连接在一起后，通过内部的电流相同,换而言之，当这些发光二极管的性能和型号等都相同时，其各自发光所拥有的强度也相同。以进行驱动，所使用的方式是以恒压为主进行分析时，如果其中一个发光二极管因质量发生故障，其他的发光二极管就会受到影响，不仅所拥有的电压值和电流会出现变化，甚至无法保证进行正常的发光。而以进行驱动，所使用的方式是以恒流为主进行分析时，某一个发光二极管发生故障根本不会影响驱动电路的正常运行,究其具体原因就是这种方式不会影响同一支路下所有发光二极管的电流。基于此，如果发光二极管连接时全部串联，无论使用哪种驱动方式，都不可能保障驱动电路的正常运行。图2-4关于发光二极管采用全部串联方式进行连接详情展示图2.2.2全部并联以发光二极管而言，当其进行连接时，全部使用的是以并联为主的方式，参考图2-5可得知，当将所有发光二极管相同的电极分别连接在一起后，其电路将拥有以下几方面的优势：即一是可抵抗低电磁的干扰；二是所产生的噪声较低，三是工作时的效率和容错性能较高。所以当这些发光二极管的性能和型号等都相同时，其各自发光所拥有的强度也相同。以进行驱动，所使用的方式是以恒压为主进行分析时，其中一个发光二极管因质量出现故障不会对整个驱动电路造成丝毫影响。而以进行驱动，所使用的方式是以恒流为主进行分析时,则会发现当某一只发光二极管出现故障后，虽然驱动器进行输出的电流整体没有发生改变，可其通过其他发光二极管的电流会发生改变，并对其性能造成影响。基于此，如果发光二极管连接时全部并联，无论使用哪种驱动方式，都不可能保障驱动电路的正常运行。图2-5关于发光二极管采用并联方式进行连接详情展示图2.2.3关于混联的相关概述就混联而言，其连接的方式通常由两种，一是以串联为首，接着再进行并联的方式，二是以并联为首，接着再进行串联的方式，详情可参考图2-6。就发光二极管而言，如果多数都使用了串联的方式进行驱动时，不管是恒压，还是恒流，都不会因为单个发光二极管的故障影响其他的灯管，所以这种方式极为有效，其主要的原因就是这种连接方法不会受到发光二极管本身的局限，且使用时拥有较高的可靠性。图2-6关于发光二极管采用混联方式进行连接详情展示图2.2.4交叉阵列形式参考图2-7可得知，以交叉阵列形式进行连接电路的详情展示图。这种连接方式最大的优点就是可有效保证发光组件的正常性能。图2-7关于发光二极管采用交叉阵列式进行连接详情展示图2.3发光二极管驱动电源设计要求原始电源有各种形式,但无论哪种电源都不能直接给发光二极管供电。所以为了保障发光二极管的正常供电，合理的设计其所使用的电源配置显得尤为重要。因此，在设计电源时，必须要严格遵循以下几点原则：就发光二极管自身而言，其隶属于单向类型的导电器件,当对其进行供电时，只能使用两种电流，即一是直流类型的电流；二是单向脉冲类型的电流。2、经对发光二极管作为半导体的器件进行分析后得知，其结构是属于PN结类型的,并拥有势垒的电势,所以其导通门对电压有着严格的要求，只有达到一定的电压值标准，发光二极管才可进行正常的导通；3、如果在驱动时，使用恒压的方式进行控制，且通过发光二极管的电流不一致导致其各自的发光强度不同时，则多是由以下几方面的因素造成：一、通过发光二极管的电流与电压呈正比；二、电流和电压之间的函数关系呈递增线性时；三、生产二极管的工艺和材料等不同；四、即使发光二极管的型号相同，可其势垒电压和内阻值也可能出现差异。基于此，进行驱动电路最合理的方式就是以恒流控制为主；4、当发光二极管处于正常工作状态时，其亮度和正向电流之间将呈现出正比的关系；但如果二者因工作值的原因呈现出反比关系时，整个电路都会无法正常运行，所以对发光二极管的工作状态必须进行严格设定；5、当电路属于多路输出的状态时，为了保证电路整体正常运行，必须要避免各电路之间出现交叉等问题。

第三章多路输出DC驱动器当前市场上，发光二极管灯具的输入电源大都以市电为主，尤其是既有驱动，又有光源的灯具，现在的灯具都以安全为主，已经抛弃了原有的非隔离型方案。现在市场上，使用最多的电路芯片就是AC二极管或者DC二极管，譬如型号为TOP246F的TOPSwich系列产品等，这些型号的芯片智能使用单路输出的驱动，而无法同时使用多路输出的驱动。在未来的市场中，主要以多路输出的隔离型驱动器为主，所以对这一类型的驱动电路进行研究具有深远的意义。3.1LT3486驱动电路LT3486是一种DC变换器，使用的是双升压。可以通过两种方式对这种类型的变换器进行双路输出。第一种方法：将CTRLpins和DC电压源连接到一起，此时PWMpins需要和不小于0.9V的电压源连接，通过可变的直流电压源来对经过发光二极管的电流进行控制；第二种方法：通过PWM信号来对经过发光二极管串的电流进行控制，此时CTRLpins需要和不小于1.8V的电压源连接，详情如图3-1，恒定的电流驱动输出都是经过专门的设计的，主要用于汽车上的总线，电压为12V或者14V，假如允许，这两个变换器还能对非对称发光二极管串进行驱动，前提是这两个变压器必须是相互独立的。图3-1LT3486应用电路示意图借助各自的PWM引脚对这两个发光二极管的调光进行单独的控制，假如PWM信号所使用的高电平，发光二极管和电阻串联,有电流流过发光二极管，当PWM信号为低电平时，发光二极管断开，没有电流流经发光二极管。通过控制发光二极管的通断可以调节发光二极管的亮度,而且不会发生色差。PWM信号频率为100Hz时,调光范围可以扩大到1000:1。PWM信号频率越大，调光范围越小。3.2单电感多输出电路现在的发光二极管多路驱动芯片都进行了集成，形成了多个变换器，譬如LT3866，又如LT3486，都进行了集成，形成了两个变换器。假如通过一个变化器来对多路芯片进行驱动，能够将电感的数量变少，降低驱动器的体积，减少成本。以往的多路输出变换器需要较多的磁性元件，体积也比较大，不同的输出之间会进行严重的交叉。但是单电感多输出的电源能够对电感进行控制，同时减少芯片的数量，进而减少多路输出电源的体积等，为解决现代电子移动产品的多数路电源制定了合理的方案。有一种驱动器，将多路电感和发光二极管进行了并联，其通过一个电感同时输送能量到并联到一起的n个发光二极管，不同的输出其的反馈回路也不同。同时将其作为同一个选择器的输入，而选择器的输出则选择反馈电压最小的信号，同时将其作为驱动信号来对主开关进行控制。在开关的每一个周期，反馈信号只能选择一条，因此只能对一条输出进行控制，并不能独立的控制每一条支路。本文研究的驱动器的拓扑输出结构大都是单电感多路输出，借助各支路在不同时间进行工作的原理，精确控制各个独立的输出支路。为了预防相互交叉带来的影响，一般情况下，这种类型的开关变换器只能在DCM模式或者PCCM的模式下才能展开工作。为了方便对其进行设计以及对相关的数据进行分析，本章重点分析了单电感双路输出架构在DCM模式下进行工作的实际情况，同时对其进行了研究。3.3针对驱动器进行设计因为环路设计使用的控制方法是平均电流型方法，这种方法设计起来比较麻烦，因此选择控制起来比较容易，和电压控制模式相比，相应速度比较快的峰值电流模式对其进行控制，如图3-2所示为分时复用峰值电流型控制SIDOBoost发光二极管驱动器电路框图,控制时序如图3-3所示。每一路都将发光二极管进行串联，通过这种方式，将其连接起来，A路选择的输出电压为voa，B路选择的输出电压为vob，Vref1和Vref2分别为两个参考电压，将这两种电压进行对比，借助误差比较器，将产生的误差分别用ve1和ve2表示。us代表的是经过主开关的电流信号，将其与这个误差信号进行对比，假如us图3-2分时复用峰值电流型控制SIDOBoost发光二极管驱动器电路框图图3-3分时复用峰值电流型SIDOBoost发光二极管驱动器控制时序图

第四章隔离型多路输出反激式驱动器当前市场上，发光二极管灯具的输入电源大都以市电为主，尤其是既有驱动，又有光源的灯具，现在的灯具都以安全为主，已经抛弃了原有的非隔离型方案。最常见的新驱动电路应用比较广泛，譬如厦门联创微电子公司，该公司最新研发了一款具有较高性价比的心隔离式驱动等。在未来的市场中，主要以多路输出的隔离型驱动器为主，所以对这一类型的驱动电路进行研究具有深远的意义。4.1多路输出驱动电路的设计如图4-1所示。多路输出变换器和多路输出正激变换器这种变换器用（n+1）个开关来控制n路输出，由于采用的是正激变换器，所以含有一个变压器，n个次级侧电感，这种转换器需要较高的成本，体积也比较大。多输出反激变换器的软开关，选择同步整流技术对其进行控制。如图4-2展示的是电路图以及对其进行控制的时序图，针对时序图进行分析，从中可以看出，两路输出同时享用一个开关周期，相互之间交叉，存在干扰。不同的输出拥有不同的反馈回路，每一回路在对应的时间内进行工作，同时对其进行独立的调节，支路不同，其的工作区域存在相同和不同两种，借助输出回路的参考误差能够灵活的对这种工作时间区域进行调节。图4-1多路输出正激变换器示意图图4-2多路输出反激变换器式软开关及工作时间序示意图图4-3分时调节多路输出反激式变换器工作原理示意图及工作时序示意图鉴于上述的情况，本文的AC发光二极管或者DC发光二极管大都以多路输出为驱动电路，比如图4-4设计的就是双路输出的反激驱动器以及对其进行控制的时序图。每一路都将发光二极管进行串联，通过这种方式，将其连接起来，A路选择的输出电压为voa，B路选择的输出电压为vob，Vref1和Vref2分别为两个参考电压，将这两种电压进行对比，借助误差比较器，将产生的误差信号分别用ve1和v图4-4对分时复用双输出反激驱动器进行控制的时序示意图4.2补偿网络设计为了能够将上面的指标一一实现，借助超前滞后的方式对其进行校正，也就是说将单极点和单零点的补偿器进行引入，这种类型的补偿器的特点如下：一是拥有较大的直流增益，二是相位比较超前。图4-5展示的是该补偿器的工作原理。图4-5补偿器工作原理示意图从图4-5可以看出，设置各个参数，即C1取值为0.1uF，C2取值为1Uf，R1取值为1K，(4-1)从公式4-1我们可以绘出图4-6所示的单极点和单零点补偿网络的对数频率具有的特性曲线示意图。这种补偿网络有如下的设计构思：（1）在直流处，为补偿网络提供了一个极点，经过补偿，开环特性曲线以每十倍频-20分贝的低频段的斜率进行降低，其的零误差状态和系统都比较稳定。（2）当传递函数达到最低极点时，将一个零点引入，此时90的相位超前刚好位于中频段，对其进行补偿后，可以让滞后的相位相互抵消。（3）因为控制对象的变换器为单极点，寄生电阻引起的零点可以用最后一个极点进行抵消。图4-6单极点和单零点补偿网络的对数频率具有的特性曲线示意图图4-7展示的是信号较小的电压型变换器的模型。4-7电压型变换器小信号模型框图校正后系统的波特图如图4-8图4-8校正后系统的波特图从图4-7和图4-8可以看出：在低频段的情况下，开怀特性曲线以每十倍频-20dB的斜率降低，其零误差的状态和其的系统都比较稳定，在对网络传递函数进行传递的过程中，70°的相位超前刚好位于中频段，对其进行补偿后，可以在高频段对滞后的传递函数进行抵消，然而开环传递函数则以每十倍频40分贝的斜率进行降低，所以系统能够有效的抑制高频所带来的干扰。

第五章恒流驱动电路设计5.1恒流控制设计高效率的单开关线性发光二极管恒流驱动器电流闭环控制和工作波形示意图如图5-1和图5-2所示。它利用采样电阻Rs对输出MOS的电流值采样，然后利用负反馈原理和MOS特性，形成电流闭环，保证输出平均电流恒定。之后利用输入母线电压的正弦量反相叠加到控制回路中，得到期望的凹型电流波形。为保证输出电流纹波较小，发光二极管两端并联了电解电容，并不影响电流闭环。图5-1电流闭环控制示意图负反馈闭环回路具体来说就是当输出电流增大时，采样电压VSENS高于VREF，比较器输出电压Vc下降，MOS的栅极电压VG跟随下降，降低流过MOS的输出电流，使输出电流更加的稳定。（5-1）那么，输出电流平均值为（5-2）凹型输入电流控制如图5-2的工作波形所示。当母线电压VBUS上升时，按比例得到的电压VCS与比较器输出电压Vc反相叠加的结果VG会下降，根据MOS的特性，流过MOS的电流会下降，MOS的漏极电压VDRAIN上升，采样电压V图5-2电流闭环控制工作波形示意图5.2PWM信号调光逻辑设计5.2.1PWM信号调光逻辑PWM信号调光的工作原理主要在于通过调整PWM信号的占空比D实现发光二极管的电流均值控制。如图5-3所示，本文用PWM信号控制基准电压VREF的上下两个MOSFET交替导通，得到与PWM占空比D的信息，再经RC低通滤波后得到基准电压VREF和PWM占空比D的乘积VR。以VR作为运放的基准电压，利用负反馈让输出电流和采样电阻的乘积最终稳定在图5-3PWM信号调光逻辑示意图图5-4PWM信号调光示意图依据以上的逻辑，ILED代表输出电流，D代表占空比，(5-3)为满足实际的应用需求，一般情况下，PWM信号最小不低于300Hz，最大不超过10KHz。设计时，用RC滤波得到较为平整的基准电压。5.2.2PWM信号调光曲线考虑到PWM占空比检测的误差和基准电压的误差，为保证在PWM信号100%时必定输出100%电流，如图5-5所示，设计时在PWM占空比接近满载时就认为已经达到满载。图5-5PWM信号调光曲线5.3TRIAC调光逻辑设计5.3.1TRIAC调光器检测逻辑设计TRIAC调光时，TRIAC调光器的接入和调光都会造成输入交流电压的相角缺失，本文根据输入电压的占空比确定是否带有调光器。如图5-6所示，VCS代表的是输入电压采样信号，VBUS代表母线电压，此时，VBUS的分压可以用VCS图5-6TRIAC调光器检测结构示意图如图5-7(a)所示，没有TRIAC时，检测到的占空比较大。如图5-7(b)所示，当TRIAC接入时，最大角度下的占空比信号仍然明显小于没有接入时。(a)不带TRIAC调光器(b)带TRIAC调光器时最大角度图5-7TRIAC调光器检测工作波形示意图5.3.2兼容性逻辑设计TRIAC使用的最大的问题在于满足调光器的兼容性，根据TRIAC的特性，工作时需要保证擎住电流和维持电流。TRIAC调光器的原始设计是针对白炽灯、节能灯、卤素灯等照明产品的消耗功率，调节的最大功率高达数百瓦，而发光二极管灯泡由于节能约80%，相同亮度下功率只有几十瓦。因此，应用TRIAC调光器调节发光二极管灯泡可能会存在不兼容的情况。在调光启动时有可能会因为擎住电流不足而导致不能启动，在启动后有可能会因为维持电流不够而导致反复重启。不兼容的发光二极管灯泡会不亮或者闪烁，严重影响正常使用。本文采用有源泄放技术保证擎住电流和维持电流。如图5-8所示，在检测到有调光器上升沿的时候，同步进行有源电流泄放，调光器模型不同，擎住电流以及维持电流也不一样。擎住电流比较典型的电流最小不低于10mA，最大不超过50mA；而维持电流比较典型的电流最小不低于5mA，最高不超过10mA。本文TRIAC调光有源泄放的时序示意图如图5-9所示，为了提高效率，降低泄放电路每个周期内的平均泄放损耗。在TRIAC开始导通阶段，控制泄放电路以大电流进行泄放，保证擎住电流足够，TRIAC调光器可以正常启动；在导通后，控制泄放电路以小电流进行泄放，保证维持电流，从而确保调光器不会断开重启。由于调光器的擎住电流和维持电流大小会有不同，设计时有源泄放电流应保证大多数调光器不会重启，从而达到较好的兼容效果。图5-8有源泄放技术结构示意图图5-9有源泄放时序图5.4其他逻辑设计发光二极管照明实际应用中，发光二极管有可能会由于各种原因造成损坏，发光二极管损坏后，发光二极管驱动器应加以保护，防止出现跳闸、火灾等更恶劣情况。由于外部使用情况较为复杂，发光二极管损坏原因较多，比如若是灯具散热不佳，会导致灯具内部温度过高，发光二极管特性变差，使用一段时间后损坏；又或者装配的时候有可能会有静电损坏等等。发光二极管损坏后基本上可以分为两种情况，开路或者短路。每支发光二极管约有3V左右的压降，开关恒流型发光二极管驱动器中，发光二极管短路后输出电流不变，灯光将会变暗，但采样电流增大，MOSFET温度升高，容易造成整个驱动器的严重损坏；若发光二极管开路，负载消失，输出电压就会升高，甚至超过输出电解电容的耐压，造成电解电容损坏，进而引发整个驱动器的损坏。因此，为防止造成更大的事故，发光二极管驱动器需要对这两种情况加以保护。开关型发光二极管恒流驱动电路中，一般需要额外添加开路和短路保护电路。保险丝反应速度较慢，一般作为最终保护手段。在单开关线性发光二极管驱动电路中，如图5-10所示，由于发光二极管灯和MOSFET串联，当发光二极管开路后，回路断开，不需要特殊逻辑保护。当发光二极管短路后，MOSFET上承受的电压升高，只需保证MOSFET和电解电容耐压足够，仍然可以工作，但输出亮度下降，纹波上升，MOSFET损耗增大温度升高，需要对集成MOSFET的芯片进行过温保护。图5-10单开关线性发光二极管驱动电路结构示意图发光二极管灯具中，温度会影响整个电路的工作性能，半导体芯片的正常工作温度一般都不超过150℃，输出电解的寿命会随着温度的升高而下降，所以过温保护是必须的。本文设计的过温保护功能，如图5-11所示，通过负温度系数的热敏电阻将温度信息转化为电压信号，当温度超过阈值温度TFB时，输出电流下降，降低整个系统的温度；当温度仍然继续升高，超过阈值