基于PT4115的大功率LED恒流驱动的设计的具体方案

  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，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。

  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 能够准确的看出电压的微小变化会引起电流的极大变化。由此，能得出对于LED 应该采用恒流驱动

  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

  从图2 中可见，采用电阻镇流的驱动方式是在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，已经随技术的发展，逐渐被取代。

  众所周之，PWM驱动方式本身就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。

  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，随着温度及电流的大小也有些VF 值也会发生明显的变化，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幅度提升驱动成本，因此，就一定要采用多组LED 灯串并联，而采用恒压驱动的方式来进行驱动。

  因此， 即使采用恒压驱动的方式， 也要选择PWM恒压驱动IC ,提高驱动效率。

  迫于小功率LED 要想实现和大功率相同的照度，所需数量大，如果每路驱动使用一个恒流驱动，将大幅度提升驱动成本，鉴于此问题，小功率LED 适合采用恒压驱动方式。

  对于恒流驱动实际上非常大程度上是结合PWM恒压驱动高效率的特点，对其做改造以最简单的方法实现恒流。

  对于PWM恒压IC 内置一个基准电压，通过采样反馈端FB 端电压和内置电压比较，以控制PWM输出占空比，以实现恒压驱动。

  要进行恒流控制就要在斩波输出端串联一个小电阻，采样其对地电压，然后对其进行放大并反馈到恒压控制端，以进行恒流控制。由于采样电阻串联在输出回路里，要降低落在电阻上的功耗，就要尽量减小电阻的阻值，通常选0. 1 Ω电阻。

  采用恒流驱动，必须每一路LED 灯串有一个恒流源驱动。当灯串中单颗LED 发生短路故障时，由于输出电流不变，因此，并不影响其它LED 的光效，采用恒流驱动能大幅度的提升LED 的使用寿命。

  对于PT4115 （见图4） 即能应用于12~18 V 的交流，也可应用在8 V~30 V 的直流。因此，应用场景范围更广泛。并且，驱动电路简单，所需元器件均价格低。适合批量、市场化。

  保持采样端（CSN） 输入电压值为IC 内部设定值相对于VIN 电压值不变就可以实现恒流。因为：

  从式（1） 可见，只要保证采样端电压相对于输入端电压不变，就能使流过LED 的电流恒定。

  PWM调光措施相对于传统的线性调光，不影响LED 的光效。PWM 调光的基础原理是保持LED 正向导通电流恒定，而经过控制电流导通和关断的时间比例，即控制每个周期电流导通的时间。PWM 调光的优势是LED 正向导通的电流一直是恒定的，LED的色度就不会像模拟调光一样会变化。PWM调光可以在精确控制LED 的亮度的同时，也保证LED 发光的色度。

  线性调光是通过改变流过LED 的电流来调整光效的，流过LED 的电流的变化必然会影响LED 的色度。

  频率抖动技术（Frequency Jitter） 是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI 问题的新方法。频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变，而是周期性地由窄带变为宽带的方式来降低EMI ,来减小电磁干扰的方法。

  频率抖动技术通过扩展电源噪声频谱的方式降低了窄带EMI.对于可以抖动多少的振荡器频（fs） ,存在一些局限性。其中一些局限因素是开关损耗和磁路设计。为了将升压电感尽可能的保持较