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LED驱动基础:恒流LED驱动与恒压LED驱动

发布日期:2026/10/15   |   来源:bw必威西汉姆联市场部   |   作者:刘工 / 市场部

LED 制造商持续改进 LED 产品,用于各类照明应用。LED不能直接接直流电源,必须依靠LED驱动电路进行电流控制,否则会因为电流失控迅速烧毁。LED驱动分为两大类:恒流驱动与恒压驱动。

LED 的电压 - 电流特性曲线

【图 1】LED 的电压 - 电流特性曲线。LED 电流随正向电压急剧上升,微小电压波动就会造成电流大幅变化。

LED 是电流型器件。LED 的正向压降 Vf 是固定的,一旦电压超过 Vf 阈值,电流会快速增大。如果没有限流,电流会持续飙升,烧坏 LED 芯片。LED驱动的核心任务,就是稳定流过 LED 的电流。

LED 驱动本质是一个电流调节器。不管输入电压如何波动,驱动电路都把输出电流稳定在 LED 额定值。恒流 LED 驱动适合单颗 LED 或者 LED 灯串;恒压 LED 驱动多用于 LED 灯带模组,模组内部自带电阻限流。

简单电阻限流 LED 电路原理图

【图 2】简单电阻限流 LED 电路原理图。使用串联电阻限制 LED 电流,结构简单,但效率低,发热大。

最简单的 LED驱动方案是串联限流电阻。电源电压减去 LED 正向压降,全部落在电阻上。电阻根据欧姆定律来限制回路电流。 计算公式: \(R = (V_{supply}-V_f)/I_{led}\)

这个方案缺点很明显:电源电压变化、LED 温度变化,都会改变 LED 电流;大量电能消耗在电阻上,发热严重,不适合大功率 LED。只适合小功率指示灯。

线性恒流 LED 驱动电路原理图

【图 3】线性恒流 LED 驱动电路原理图。线性恒流源,连续调节,电路简单,EMI 噪声小。

线性恒流 LED驱动:属于线性稳压结构,通过功率管实时调节,维持电流恒定。优点:电路简单,电磁干扰低;缺点,压差全部转化为热量,输入输出压差大的时候发热严重,只适合低压小功率 LED。

开关型 Buck 降压 LED 驱动原理图

【图 4】开关型 Buck 降压 LED 驱动原理图。降压式开关恒流驱动,大功率 LED 最常用方案。

开关式 LED驱动(Buck 降压型)是大功率 LED 最主流的驱动方案。利用 PWM 开关控制,把高压输入转换成恒定电流输出。开关电源转换效率很高,通常可达 85%~95%,发热很小,适合照明 LED、车灯 LED。 Buck 驱动只能输入高于 LED 灯串总电压。

【图 5】Boost 升压 LED 驱动原理图。升压开关恒流驱动,输入电压低于 LED 总正向压降场景。)

Boost 升压 LED 驱动,当电源电压低于 LED 灯串总 Vf 时使用,把低压抬升,驱动多颗串联 LED。

Buck-Boost 升降压 LED 驱动原理图

【图 6】Buck-Boost 升降压 LED 驱动原理图,输入电压可高于或低于 LED 串电压。

Buck-Boost 升降压 LED驱动:输入电压波动范围大,既可高于 LED 串电压,也可低于 LED 串电压,车载 LED 照明经常使用这类拓扑,适配蓄电池电压波动。

恒流 LED 驱动

恒流 LED 驱动输出固定电流,电压自动浮动。LED 灯串总压降变化时,驱动自动调整输出电压,保持电流不变。所有大功率 LED(车灯、路灯、面板灯)优先采用恒流驱动。 特点:

  1. 输出电流恒定,保证 LED 亮度一致;
  2. 保护 LED,防止过流烧毁;
  3. 输出电压会自动适配 LED 串的总正向压降;
  4. 大功率照明首选。

恒压 LED 驱动

恒压 LED驱动输出固定电压,比如 12V、24V,LED 灯带内部已经焊好限流电阻。电源只输出稳定电压,LED 的限流由灯带内置电阻完成。 特点:

  1. 输出电压固定;
  2. LED 模组必须自带限流元件;
  3. 多用于低压 LED 灯带、装饰灯;
  4. 不适合大功率单颗 LED。

12V 低压 LED 灯带,使用恒压电源供电,灯带 PCB 上贴有贴片电阻限流。

【图 7】12V 低压 LED 灯带,使用恒压电源供电,灯带 PCB 上贴有贴片电阻限流。

LED 调光方式

LED 驱动支持调光,主要分为两种:

  1. PWM 脉冲宽度调制调光:保持电流幅值不变,快速开关 LED,通过改变导通占空比改变平均亮度。优点:色温不变,是 LED 驱动最主流调光方式;车载矩阵 LED 大量使用 PWM 调光。
  2. 模拟调光:直接减小驱动输出电流,亮度随电流降低。缺点:电流过低时 LED 色温会偏移。

LED 驱动关键保护功能

商用 LED 驱动芯片一般集成多种保护:

  • 开路保护:LED 断线时,驱动检测开路状态,避免输出高压危险;
  • 短路保护:LED 短路,立刻限制电流,防止烧毁驱动;
  • 过热保护:芯片温度过高自动降功率或者关闭输出;
  • 过压 / 欠压保护:输入电压异常时锁定输出。

总结

LED 不能直接接电压源,LED 驱动核心作用就是稳定电流。小指示灯可以用简单电阻限流;中小功率可以使用线性恒流;大功率 LED 照明(车灯、户外照明)普遍采用开关恒流驱动。恒流驱动用于 LED 灯串,恒压驱动多用于内置限流电阻的 LED 灯带。

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