LED 是具有非線性電氣特性的器件。如果對 LED 施加低電壓，則它不會導通。通過增加電壓，達到一個閾值，高于該閾值，器件通過發光和吸收大量電流立即進入導通狀態。但是，如果進一步增加電壓，LED 會在短時間內過熱并燒壞。因此，為了確保正確和持久的操作，LED 必須在將導通狀態與阻斷狀態分開的窄電壓帶中工作(圖 1)。

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圖 1：電源 LED 的工作電壓范圍(紅色)

問題是工作電壓范圍不是恒定的;相反，它根據溫度甚至設備的使用年限因 LED 而異。功率 LED 的正向電壓 (VF) 可變性最高可達 20%。因此，考慮到提供給 LED 的大約 60% 的能量以熱量的形式消散，熱管理是功率 LED 的一個重要因素。

為了解決與 VF 可變性相關的問題，可以用恒定電流而不是恒定電壓驅動 LED。驅動電路自動調整輸出電壓以在所有條件下保持恒定電流。該電路適用于單個 LED 和串聯連接的 LED 燈條，確保所有 LED 具有相同的亮度，即使每個 LED 的 VF 不同。由于 LED 不會過驅動，因此該電路可確保相同的最佳持續時間。如果一個 LED 發生短路故障，其余 LED 將繼續正常工作。

最簡單的恒流驅動器由恒壓發生器組成，通過電阻為 LED 供電。這種解決方案雖然經濟，但不能提供準確的電流調節并且會散發大量熱量。此外，如果一個LED短路失敗，電阻就會過載，在短時間內燒壞。

另一種常見的恒流驅動器是線性電流調節器。調節器中的反饋電路將電流保持在非常窄的范圍內。多余的功率必須通過特殊的散熱器消散。由于耗散高，這些電路的效率不是很高。

最好的恒流驅動器是開關穩壓器。這是一種更昂貴的解決方案，但調節精度(高達 ±3%)和效率(高達 96%)都與成本/性能相關。此外，DC/DC 開關穩壓器具有寬范圍的輸入和輸出電壓，允許連接不同長度的 LED 燈條的不同組合，并支持在廣泛的值范圍內進行 LED 調光。

LED燈條的連接

大多數恒流驅動電路以降壓或降壓轉換器為代表，其中最大輸出電壓低于輸入，限制了可以連接的LED數量。為了解決這個問題，我們可以使用升壓轉換器(其中輸出電壓高于輸入電壓)或使用兩個或多個并聯的 LED 燈條。

驅動 LED 的最簡單、最安全的方法是為每個 LED 驅動器使用一個燈條。如果燈條上的任何 LED 開路失敗，則通過其他 LED 的電流將被中斷。如果任一 LED 發生短路故障，則流經其余 LED 的電流不變。

通過將多個燈條連接到同一個 LED 驅動器，可以驅動更多的 LED，但如果 LED 出現故障，就會出現問題。兩個燈條并聯，在LED開路故障的情況下，驅動器提供的恒流通過剩余燈條的所有LED，迅速將其燒壞。由于大功率 LED 非常可靠，因此此類故障不會經常發生，因此將多個 LED 燈條連接到同一個驅動電路仍然相當普遍。盡管如此，當連接多個 LED 并聯時，包含一個電路(例如電流鏡)很有用，該電路可以在發生開路或短路故障時通過平衡流過每個 LED 的電流來保護 LED細繩。

LED驅動IC

英飛凌科技提供支持 150 mA 至 3 A 電流的 DC/DC LED 驅動器 IC 產品組合，適用于通用照明應用中的大功率和超高功率 LED。對于降壓拓撲，ILD4000 和 ILD6000 系列是最合適的。同時，ILD1150 系列支持降壓/升壓、升壓和單端初級電感轉換器 (SEPIC) 配置。

Texas Instruments 的 LM3404 和 LM3404HV 是單片開關穩壓器，旨在為高功率 LED 提供恒定電流。TI 器件適用于汽車、工業和通用照明應用，包含一個高側 N 溝道 MOSFET 開關，用于降壓穩壓器的電流限制為 1.5A。

　審核編輯：湯梓紅