03.03 LED沒有驅動能用嗎?

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LED燈珠也是一種半導體二極管,其正反向特性與1N4007這類二極管一樣,具有單向導電性,並且為非線性元件。由於加在LED燈珠兩端的正向電壓只要大於LED的死區電壓,流過LED的正向電流便會隨著正向電壓的波動而發生顯著變化,故LED燈珠在使用時不能直接與電源連接,一般都要採取限流措施,否則很容易因電流過大而損壞燈珠。




▲ AMC7135構成的大功率LED燈珠恆流驅動電路。

對於一般的小功率LED燈珠,若只是用來作為指示燈或小夜燈,可以通過串聯限流電阻這種方式接入直流電源點亮,而對於數百毫瓦以上的大功率LED燈珠,一般要求採用恆流驅動。譬如,用單節18650鋰電池點亮一個1W的白光LED燈珠,此時可以選用AMC7135這類恆流驅動IC來驅動燈珠,由於AMC7135輸出的電流為恆定的,不會隨著電池電壓而波動,這樣燈珠的亮度也比較穩定。


▲ LED照明燈恆流驅動電路模塊。

對於由多個LED燈珠通過串並聯組成的LED照明燈,在使用時必須配有合適的恆流驅動電路,若直接接電源,LED燈很快就會因電流過大而燒壞。一般可以根據LED燈的工作電壓及電流來選擇合適的恆流驅動器。

上圖是一款採用BP3125恆流驅動IC設計的LED恆流驅動電路模塊,可以直接用於AC220V電路中,驅動12W以下的LED燈,並具有過壓、欠壓及短路保護功能。


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LED是發光的元件,電流通過就能點亮

LED的中文名叫發光二極管,也是二極管的一種,同樣具有單向導通的特性,但它具有發光的特性,只要施加的電壓大於它的正向導通電壓,有電流通過就可以發光。用不同的化合物設計出來的LED會發出不同顏色的光,紅、黃、綠、藍、白都是覺見的LED常見的顏色。如果要實現LED複雜的組合顯示就要通過驅動實現了,所謂的驅動包括了硬件驅動和軟件驅動,可以有效的控制LED的顯示,比如戶外的LED廣告屏可以顯示出各種和樣的圖片甚至視頻。本文一一給大家解密哦!

LED發光控制電路--硬件驅動

最簡單的LED驅動電路:在下圖一中,當開關SW1閉合時,LED1就可以通電光發了,SW斷開,LED1熄滅,其實這也可以叫做驅動,是硬件的驅動,通過SW1來控制LED的亮和滅。機械開關來控制LED亮和滅實現簡單的開關燈控制沒問題,但要實現定時,或者控制亮度,甚至圖案,可操作性就不高了。

電子控制的LED驅動電路

:在圖二中,通過一個NPN型的三極管來控制LED2,當提供一個高電平的控制信號時,三極管導通,LED2點亮,控制信號變為低電平時,三極管截止,LED2又熄滅了。因為三極管的開關速度可以非常高,只要我們高速的控制三極管的導通和截止比例,就可以控制LED2的亮度了,這就是我們常說的PWM調光原理了。這個控制信號怎麼處理?怎麼來呢?就是後面要說來的軟件驅動了。

一個三極管可以控制一個LED,很多LED怎麼辦?沒錯,我們可以把用很多三極管去驅動很多的三極管。比如圖三,8個LED分別用8個NPN三極管去驅動,只要信號不同,不同的LED就會有不同的亮滅狀態和亮度了。

更多的LED怎麼辦?像LED數碼管,LED點陣屏,很多很多的LED組合在一起,這時候我們就需要設計集成電路芯片了,把LED驅動的三極管集成在芯片裡面,這就是我們常說的LED驅動控制芯片了。通過行和列組成矩陣,8個行驅動引腳加8個列驅動引腳就可以驅動64顆LED了。如果要產生彩色的效果,每一個點還需要有紅、藍、綠三個LED集中在一起,通過不同的紅、藍、綠比例混合得出需要的顏色,這就是RGB配色了。

這些用於控制LED亮滅、顏色和亮度的開關、三極管、控制芯片等,稱之為硬件驅動。

LED發光控制方法--軟件驅動

我們可以把硬件理解為電路,軟件理解為方法。有了硬件驅動,大規模組合在一起的LED可以點亮了,但希望把這些大規模的LED點陣組合顯示出圖案怎麼辦?這就需要高效的顯示擯方法協助了,也就是軟件驅動了。

最簡單的圖案控制:數碼管相信大家都見過了,它可以顯示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9這些數字,其實它是由7個LED排列成一個8字,再加1個LED作為右下角的小數點。這7個LED我們定義為A、B、C、D、E、F、G。當我們控制A、B、C、D、G這幾個LED點亮時,就顯示出數字“3”了。

下面是一個單片機(MCU)驅動兩個數字的數碼管的電路示意圖。我們把這個單片機(MCU)看作為驅動芯片。假如我們希望數碼管顯示“12”,那麼第一個管要點亮"BC"兩個段畫,第二個管要點亮“ABDEG”這些段畫就可以了。

聰明的朋友可能發現,兩個管子的"ABCDEFG"這些段畫都是共用的,怎麼同時點亮啊不同的數字啊?沒錯,是不能同時點亮的,需要分時處理,先點亮第一個管子,然後滅掉,再點亮第二個管子,不斷的循環,因為人類的視覺系統有視覺暫留性,只要循環的速度足夠快,我們是分辨不出亮滅的變化過程的,這就是我們常常聽到的刷新率了。

這種控制數字顯示的方法,就是軟件驅動了,需要編寫軟件程序並下載到單片機(MCU),單片機(MCU)運行程序的時候數碼管就會顯示我們設定的數字了。

更復雜的圖案顯示驅動:複雜的點陣和圖案顯示原理也是一樣的,只是LED的數量更多,還有各種顏色和亮度的組合,程序和計算的方法更加複雜。這時候我們一般使用LED驅動控制芯片負責驅動,單片機(MCU)只管圖案計算,確定那些行和列的LED需要顯示什麼顏色和亮度,通過通訊接口把數據傳輸給LED驅動芯片就可以了,LED驅動芯片專們負責掃描和控制LED。

經過複雜的數據處理、顯示控制LED就會展示出五彩繽紛的效果了

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我是電子及工控技術,我來回答這個問題。LED作為能發光的一種半導體器件在很多場合都會碰到,它的用途非常廣泛,例如它可以單個的發光單元來使用作為信號指示作用;也可以用幾個按一定連接形式一起使用作為顯示數字與符號,這其中用的最多的要數數碼管了;甚至還可以用很多的LED組成陣列的形式製作成顯示來作為顯示畫面。這一切都用到了LED。至於LED是否要驅動下面我們就具體問題來具體分析吧!

對於數量不多的LED可以不用驅動

在一些電路中用到的LED數量不是太多的情況下我們可以考慮不用驅動電路來點亮LED ,因為LED的發光是電流通過其內部特製的半導體材料時電子和空穴就會產生相互結合,在結合的過程中發出了光,又由於在半導體內摻入了不同的材料就會相應發出不同顏色的光芒,根據在使用時測量LED能夠正常發光的電流值大約在5~10個毫安(根據不同顏色的LED其發光電流值是有區別的)。

所以在數量不多的場合一般對電源造不成很大的負擔,比如用單片機來控制LED流水燈為了使電路簡約就不需要加驅動電路,只需要加220歐姆限流電阻就可以了,接LED時我們就以“灌”電流的形式接好就能正常發光,另外在其它一些用LED作為指示作用的也不需要用驅動,比如作為電源指示的LED就不需要驅動。

當需要眾多LED作為特殊用途時必須要用驅動電路

剛才說了LED數量少時其流過的總電流最多也不過上百毫安的電流量,但是當LED達到一定數量時其需要的總電流值是不可忽視的,有的電流可以達到幾十安培的電流量,比如在廣場上所用的全綵色點陣顯示屏,每幾個模塊單元就需要一個直流5V/20A的電源為其提供能量。那麼一個彩色點陣屏需要十幾個這樣的電源,那麼這些電源就是給點陣LED的驅動電路提供能量的。比如下面就是一個8X8的點陣顯示模塊內部結構圖,從圖中可以看出其內部就封裝了64個LED ,一個完整的點陣LED需要幾百甚至上千個這樣的顯示單元,由此可知對於這樣的LED電路必須要驅動,否則無法點亮顯示。

對於照明所用的LED也需要驅動電路

現在的照明電路都提倡智能、綠色、節能、環保等這樣的理念,所以很多家庭都用到了LED燈作為照明。照明所用的LED 都有高亮度大電流的特點,所以在使用這種燈具的裡面都有LED的驅動電路。

對於有些智能化的燈具還有PWM(脈寬調製)調光功能。對於需要大電流的照明燈具來說一般最好用具有恆流驅動的電路來給LED提供穩定的電流。因此對於LED燈具來說它就必須依靠驅動電路來獲得恆定的電流。

因此,對於LED有沒有驅動是否能用主要取決於LED所需的總電流值以及LED的數量來決定,在LED需要大而恆定的電流時和使用數量眾多時必須要驅動電路,在使用數量少時或者不需要大電流時可以不用驅動。

以上就是我對這個問題的看法,歡迎朋友們參與討論。敬請關注電子及工控技術,歡迎大家點贊。


電子及工控技術


如果要簡單的回答這個問題,那就是一句話:用作小指示燈可以,用作照明不行。下面說一下原因。

任何電器都有其額定的工作電壓,只要給它加上合乎要求的電壓就可以正常工作。即使在電壓發生小的波動時,也基本不會對電器造成影響。但LED燈珠是個例外。它的工作是以電流為準的,電壓在這裡完全處於從屬地位,電壓的高低完全要看電流的“臉色”,不能擅自行動。

可能有人會說,我們給LED燈珠加上合適的電壓不就行了嗎?因為Ⅰ=U/R。但LED燈珠的確切R值是多少,沒有人能說的清。比如白光LED燈珠在兩伏電壓時內阻呈∞大,超過3伏以上內阻又會急劇減小。而且這一變化過程中,電流和電壓之間呈非線性的關係。很小的電壓波動會導致電流很大變化。


另外LED內阻還會隨環境溫度變化而大幅改變。溫度越高內阻越低、電流越大,電流加大又會導致溫度更快上升而進入惡性循環,最終燒毀。

LED燈珠的以上特點決定了必須要使用恆流電源來為它供電,而我們平時講的驅動,實際上就是給LED燈珠供電的電源。

但在實際當中也有一些LED是用恆壓電源來供電的。因受成本和空間限制,很多景觀裝飾LED燈具採用了恆壓電源加限流電阻的模式。

因這種方式的調整範圍有限,為降低風險LED燈珠一般不能滿功率工作。另外限流電阻也要耗電,故整體效率不高,所以在大功率照明領域不會採用這種模式。不過用作指示燈還是可以的。由於指示燈耗電極小,一般只有0.0幾瓦,所以既使限流電阻的功耗比它大數十倍也仍是微不足道的。

有一些LED燈具的驅動和燈體是分開的,比如筒燈和麵板燈大都採用這種模式。


而LED燈珠是一種最容易被點亮的光源。不像熒光燈管,必須經過複雜的擊發過程才能發光。我們平時常見的、正常工作電流幾百毫安的1wLED燈珠,僅需幾十微安電流就可開始發光(電壓約2.4ⅴ左右),而且交直流均可。這很容易讓人想到要去掉驅動直接使用。但LED燈珠又是對電源要求最高的光源。處理不好,LED就會成為最短命的光源。

當然如果不考慮成本和效率,也可採用大幅降功率的辦法來把它點亮。比如用28v電壓去直接點亮工作電壓範圍在30~34v的筒燈。

不過儘管可以通過犧牲亮度來保證燈具安全,但這個28v的電壓到哪裡去找呢?所以LED照明燈具離開驅動是行不通的。以上是我的回答。


四重奏6028217


二極管LED一般是直流3.2到3.7伏,看你什麼並和什麼串了,要說能用說會說就可以,要說不能用沒有驅動直接入交流電是不可以的


燈之2誘惑


是可認的,沒有恆流驅動可靠性差、效率低,與傳統燈具就沒有什麼優勢了。


LED景觀亮化專家


如果僅僅是點亮LED燈珠,沒有驅動一樣是可以的!我們常見的電器的指示燈就是在LED燈珠上直接串聯一個限流電阻,接到220V交流電壓上的。

但是如果用作照明的話,只加限流電阻是不夠的,會出現頻閃,而且亮度也不夠,最起碼的應該加一個整流橋,

而高級的LED燈就會用驅動器。

目前發光二極管驅動芯片按類型可分為:恆壓式驅動芯片、恆流式驅動芯片以及脈衝式驅動芯片。其中恆壓式驅動芯片一般就是我們常見的DC/DC升壓芯片居多。這種方案的優點是芯片成本便宜沒有複雜的外圍電路。但只能恆定電壓驅動LED就會造成驅動輸出時電路電流的不可控。無法保證LED亮度的一致性。

恆流式驅動芯片則解決了之前恆壓式驅動的電流不可控問題。目前比較好的恆流芯片可以做到1%左右的恆流精度,而且有簡易的外圍控制接口可靈活設置所需輸出的電流大小所以倍受歡迎。但是這類芯片價格比恆壓芯片價格高許多且外圍電路複雜。同時因為恆定輸出電流所以整個芯片的在電池作為供電的時候放電會比較快。

目前脈衝式驅動芯片是以高頻率的脈衝發生器輸出接口向LED燈供電。因為是脈衝信號頻率很高所以人眼根本無法感覺出LED的頻閃,所以這個方式即符合了視覺需要又在一方面有效節約了電能輸出。而且這類型芯片的工作頻率一般可由外部接口控制。但是目前該類型芯片震盪頻率一般在100KHz~500KHz範圍。所以目前的驅動能力僅僅適合小功率應用。但是相信在不久的將來會提升到大功率LED驅動的場合。


玻璃樽190601


led燈對電流要求比較高,電壓波動造成電流波動,超過額定電流led燈很快就壞了。


踏雪無痕III


單就燈珠而言當然可以,好多儀器設備led指示燈就是串了一個電阻。只要導通電壓夠,電流不超過,就沒有任何問題


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