LED照明驱动电源设计+文献综述+电路原理图(3)
出整流滤波部分、PWM稳压控制部分、开关能量转换部分。PWM开关稳压的基本工
作原理就是在输入电压、内部参数及外接负载变化的情况下，控制电路通过被控
制信号与基准信号的差值进行闭环反馈，调节主电路开关器件导通的脉冲宽度，
使得开关电源的输出电压或电流稳定（即相应稳压电源或恒流电源）。电源效率
极高，一般可以做到80%～90%，输出电压、电流稳定。一般这种电路都有完善的
保护措施，属高可靠性电源。
从以上介绍可以看出恒流式驱动电源、 PWM控制方式设计的LED电源是比较理
想的LED电源。本文主要介绍基于芯片SSL1623的反激式LED驱动电路。
2 驱动原理介绍
2.1 LED 的发光原理[9-10]
发光二级管（LED）是将电信号装换成光信号的结型电致发光半导体器件，
它由两个半导体（P型和N型半导体）和中间一个有源层组成。LED不仅具有一
般 PN 结的正向导通、反向截止及击穿特性，还具有发光特性。在正向电压下，
电子从 N区注入到P区，空穴由P区注入 N区。进入对方区域的少数载流子中有
一部分与多数载流子复合而辐射发光。其基本工作原理如图 2.1所示。
图 2.1 LED 的工作原理
由图 2.1 可见，LED 的核心部分是 PN 结（在 P 区和 N 区的交界面形成空间
电荷区称 PN结） ，P区带过量的正电荷（通常称“空穴”，如，由单晶硅通过特殊
工艺掺入少量的三价元素组成，会在半导体内部形成带正电的空穴），N 区带过
量的负电荷（电子，如，由单晶硅通过特殊工艺掺入少量的五价元素组成，会
在半导体内部形成带负电的自由电子）。当正向导通的电压加在这个半导体材料
的 PN结上时，电子就会从N区向P区移动，空穴从 P 区向N区移动，在P 区和
N 区的交界处电子和空穴发生复合，即电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱
内电子跟空穴复合，复合过程中能量就会以光的形式从 LED 中发射出来。电流从
阳极流向阴极时，晶体就发出从紫外到红外不同顏色的光线，光的强弱与电流有
关。而光的波长也就是光的颜色，这是由形成 P-N结的材料决定的。
2.2 LED 的基本特性[6]
（1） LED是单向导电器件，需要用直流电流或者单向脉冲电流供电。
（2） LED 是具有 PN 结构的半导体器件，具有势垒电势，这就形成了导通
门限电压。当加在 LED上的电压值超过这个门限电压时，LED才能充分导通。LED
的门限电压一般在 2.5V以上，正常工作时的管压降为 3~4V。
（3） LED 的电流-电压特性是非线性的。LED 的伏安特性曲线可以划分为
正向特性区、反向特性区和反向击穿区。 电流-电压特性是LED的基本物理特性，
它同一般 PN 结类似，其有死区电压。当输出电压超过死区电压后，随着电流的
增加，PN结电压变动不大。PN结标称工作电流的大小取决于 LED规格。
（4） LED 的 PN 结温度系数为负，温度升高时 LED 的势垒电势降低。由于
这个特点，所以 LED不能直接用电压源供电，必须采取限流措施，否则随着 LED
工作温度的升高，电流会越来越大，以致损坏 LED。
（5） LED 的电流-光通量特性也是非线性的。LED 输出光通量的大小同 PN
结的电流大小有关，在规定电流范围内，输出光通量同电流成正相关。LED光通
量随电流增大而增加，但不成正比；
（6） LED和其他光源一样，所能承受的电功率是有限的。