LEDの場合、電源またはドライバはデバイスの電気特性に適合している必要があります。LEDは本質的に低電圧であるため、効率的に動作するために一定の低DC電圧電源を必要とし、これによりLEDのスタンバイ電力が長くなり、安全性が向上し、さまざまな電源に簡単に適応して効率的に動作できるようになります。
LEDドライバは、光出力に同様の変動を引き起こすライン電圧の変動から光源を保護します。これらの変動により、LEDへの電流がメーカーの推奨値を超えた場合に発生する熱により、LEDの耐用年数が短くなる可能性もあります。
ドライバーは2つのタイプに分けられます。
- 定電圧、
- 定電流。
定電圧は一般的に10V、12V、24Vで表示され、定電流は350mA、700mAなどで表示されます。ドライバは通常、LEDに固有のものですが、一般的なLEDを駆動する汎用ドライバもあります。
ドライバーはLEDの調光やシーケンス制御も行えます。調光ドライバは一般にパルス幅変調 (PWM) を使用して動作するため、周波数は100回/秒から数十万回/秒の範囲になります。後者はちらつきを最小限に抑えます。LEDを回路に統合することは一般的であり、設計に必要な個別のコンポーネントの数を削減しました。
ドライバは色の変更やシーケンスも可能にし、LEDドライバの出力を3チャンネル出力 (通常はRGB) に変換し、混合して幅広い色を作成します。
STMicroelectronicsのLED1642GWXTTRは、フルカラー/モノクロの大型ディスプレイでの使用向けに設計されており、LEDパネル ディスプレイ用に設計されたモノリシック、低電圧、低電流の16ビット シフト レジスタです。複数のLEDを直列に接続して20 Vの出力駆動能力を保証します。16個の安定化電流源が3 mA ～ 40 mAの定電流出力を供給し、LEDを駆動します。電流は外部抵抗器を介してプログラムされ、2つのサブ範囲で7ビットの電流ゲイン レジスタによって調整できます。プログラム可能なターンオン時間とターンオフ時間により、システムの低ノイズ生成性能が向上します。機能には、過熱データアラートと出力サーマルシャットダウンを備えた熱管理が含まれます。高いクロック周波数により、デバイスは高データレート伝送に適しています。
比較すると、STMicroelectronics LED2000PURドライバは、高輝度LED駆動、ハロゲン電球の交換、一般照明、および標識アプリケーション向けに設計されています。850 kHz固定スイッチング周波数モノリシック降圧DC-DCコンバータは、最大3 A DCまで調整可能な電流能力を備えた高精度の定電流源として動作するように設計されています。組み込みのPWM調光回路はLEDの明るさを制御する機能を備えており、調整された出力電流は検出抵抗をフィードバック ピンに接続して設定されます。このドライバは、高いスイッチング周波数とセラミック出力コンデンサとの互換性に基づいており、アプリケーションのサイズが最小限に抑えられます。
図1: LT3952の疑似ランダム拡散スペクトルは、PWM調光中にちらつきを生じさせることなく平均EMIを低減します。（出典：リニアテクノロジー）
Linear TechnologyのLT3952EFE#PBF LEDドライバは、自動車や航空電子機器の照明、高精度の電流制限レギュレータ、ディスプレイのバックライト向けに設計されています。4 Aスイッチを備えた60 Vドライバは、複数の構成で高出力LEDを駆動するように設計されており、入力および出力電流調整ループと出力電圧調整を組み合わせることで、柔軟な電流/電圧源を実現します。プログラム可能なスイッチング周波数とオプションのスペクトラム拡散変調を組み合わせることで、EMIが低減されます。
主なドライバーの課題には、接続されたLEDストリングが多すぎるためにストリングへの電圧が低下したり、不適切な電圧ドライバーが使用されたりして過負荷になる可能性が含まれます。この場合、LEDは必要以上に高い電流で動作し、その結果、寿命が短くなったり、まったく点灯しなくなったりします。