LED驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)介

1、LED驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路除了要滿足安全要求外，另外的差不多功能應(yīng)有兩 士 15%的變動(dòng)時(shí),盡可能保持恒流特性，專門(mén)在電源電壓發(fā)IV* A1W mA "TvtLXHL-MWlD仍應(yīng)能保持輸岀電流“在± 10%的范疇內(nèi)變動(dòng)。二是驅(qū)劫電路應(yīng)保持較低的 $統(tǒng)效率保持在較高水平個(gè)方面，一是自身功耗，如此才能使£傳統(tǒng)的低效率電路:LEDt£03,L XHL他丿怕圖1R上的有功損耗直截了當(dāng)阻礙了系統(tǒng)的效 的壓降占總輸出電壓的卩40%,輸出電路在R上流過(guò) led 的電流變化將萼25%, Led圖1是傳統(tǒng)的低效率電路，電網(wǎng)電源通過(guò)降壓變壓器降壓；橋式 整流濾波后，

2、通過(guò)電阻限流來(lái)使 3個(gè)LED穩(wěn)固工作，這種電路的致命缺 點(diǎn)是：電阻R的存在是必須的， 率，當(dāng)R分壓較小時(shí)， 的有功損耗差不多占;40%,再加上變壓器損耗，系統(tǒng)效率小于 50%。當(dāng)電 源電壓在士 10%的范疇內(nèi)變動(dòng)時(shí)， 上的功率變化將達(dá)到30%。當(dāng)R分壓較大時(shí)，在電源電壓在士 10%的范疇 內(nèi)變動(dòng)時(shí)，雖講能使輸出到LED的功率變化減少，但系統(tǒng)效率將更低|1 TL1圖2圖2是在圖1的基礎(chǔ)上加了一個(gè)集成穩(wěn)壓元件 MC7809,使輸出 端的電壓差不多穩(wěn)固在9V，限流電阻R可用得專門(mén)小也可不能因?yàn)殡娫措?壓的不穩(wěn)固造成LED的超載。然而此電路除了保證 LED的差不多恒定輸 出外，效率依舊專門(mén)低的。因?yàn)镸

3、C7809和R1上的壓降仍占專門(mén)大比例， 其效率僅為40%左右。上述這類電路的應(yīng)用，系統(tǒng)總的每瓦輸出流明僅為20lm/W251m/W，是全然不能稱為節(jié)能的照明產(chǎn)品的。為了達(dá)到既能使LED穩(wěn)固工作, 又能保持高的效率，應(yīng)采納低功耗的限流元件和電路來(lái)使系統(tǒng)效率提 升。|(HMl. m/i 販#£ 1圖3圖3是采納集成恒流源NUD4001的LED驅(qū)動(dòng)電路，這一電路的 明顯特點(diǎn)是當(dāng)電源電壓在士 15%的范疇內(nèi)變動(dòng)時(shí)，輸出波動(dòng)W 1%,可稱為 恒功率驅(qū)動(dòng)電路，另外這一 IC電路可在專門(mén)低的串聯(lián)分壓下工作（即 1 腳與輸出的各引腳之間的電壓在2.8V時(shí)尚能工作）丄因此可保證在幾乎恒功率輸出的情形

4、下使系統(tǒng)效率達(dá)70%左右。這一 IC電路的輸入電源可采納工頻交流，但最 好采納鹵鎢燈電子變壓器作為前級(jí)，如此能保證諧波和電源端子干擾都符 合標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)電子變壓器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)H類電器的隔離絕緣輸出時(shí)，圖3電路可用于H類燈具中，同時(shí)輸出端能夠做成可觸及式。fi=311保持1腳與輸出引腳之間的電壓在 2.8V左右就能圖4電路是直截了當(dāng)采納電容作為限流元件，在此電路中，由于電容 上的分壓幾乎達(dá)到了全部電源電壓，因此具有良好的限流特性，當(dāng)電源電仍處于良好的電阻 R的3M Q,每組LED有一個(gè)壓在士 10%波動(dòng)時(shí)，輸出電流也在W士 10%內(nèi)波動(dòng)，只要在設(shè)計(jì)中把LED 的額定值留有一定的裕量，就能保證在電源

5、電壓波動(dòng)時(shí)LED 工作狀態(tài)。由于電容的介質(zhì)損耗極小，因此電路的損耗專門(mén)小， 作用是在斷電時(shí)，保證電容上的電壓能及時(shí)放掉，其阻值可 串聯(lián)的LED中，可加有一個(gè)IN4007二極管，當(dāng)兩組串聯(lián)的內(nèi)部開(kāi)路時(shí)，另一組有可能被反向電壓擊穿，如串入一個(gè)IN4007二極管，則可愛(ài)護(hù)剩余的LED不損壞，因此IN4007的加入也使效率略有下降，（當(dāng) 輸出電流30mA時(shí)，IN4007上的功耗約0.02W）。關(guān)于一體化小夜燈，可 省略IN4007,現(xiàn)在這一驅(qū)動(dòng)電路效率90%。用此驅(qū)動(dòng)電路做成的LED 小夜燈，效率高于采納氣體放電光源的小夜燈，同時(shí)使用壽命遠(yuǎn)大于采納 其它光源的小夜燈。此電路在 30個(gè)LED串聯(lián)時(shí)還能穩(wěn)

6、固工作。然而此電 路輸出的光具有一定的頻閃（在50Hz時(shí)有100Hz的頻閃），不適用于運(yùn)動(dòng) 物的照明場(chǎng)合，同時(shí)使用時(shí)LED應(yīng)做成不可觸及，否則將阻礙安全。圖5電路是在原鹵鎢燈電子變壓器的基礎(chǔ)上，利用高頻電感限流來(lái)實(shí)現(xiàn)LED的穩(wěn)固工作。此電路的特點(diǎn)是，負(fù)載可按照電子變壓器功率的大小 帶上幾組TEb，同時(shí)可做到次級(jí)完全隔離的安全特低電壓輸出，輸出電壓 12V （現(xiàn)在每組的LED為3個(gè)），（最高輸出電壓圖 產(chǎn) 必心一'亠宀苑 高頻電流來(lái)點(diǎn)亮簽ED,f X:空載輸出電壓能夠到33V）。 現(xiàn)象差不多可排除。*TT* I由于采納了輸出的限流電感，能夠做得體積專門(mén)小，卑個(gè)1： 電感量?jī)H為O.05mH

7、0.2mH 4； 加I（按照LED的電流不同，采納不同電感量的電感），只要電感采納的線徑不要太細(xì)，電子變壓器的調(diào)試水平較高，這一電路在輸出功率為*TW70W 時(shí)，總體效率可達(dá)80%92%。此電路在線路功率25W 還能全面滿足諧波和EMI的要求。此電路在電源電壓變化士 10%時(shí)，8 時(shí)， 輸出LE給LED的功率變化士 20%,因此應(yīng)保證在額定電源電壓下，使輸出給D的功率適當(dāng)小于額定值，防止過(guò)電壓時(shí) 壽命。* _1I I * .； Ir：-*. I ILED超載引起過(guò)熱而阻礙使用電路是采納2塊專用IC電路的LED驅(qū)動(dòng)電路，該電路采納IC1 型號(hào)VIPEr22A是ST公司生產(chǎn)的智能功率開(kāi)關(guān)集成模塊，

8、內(nèi)部具有PWM 操縱電路和一個(gè)0.7A/730V的VDMOS場(chǎng)效應(yīng)功率管，IC2的型號(hào)為T(mén)SM1101，該IC內(nèi)部具有2.5V的基準(zhǔn)電壓及兩個(gè)由運(yùn)放器組成的比較器， 從R6上取得LED的工作電流信號(hào)輸入到IC2中的CC比較器，通過(guò)比 較放大后，反饋到前級(jí)。從R4和R5分壓器上取得LED的工作電壓信號(hào)， 輸入到IC2中的CV比較器，通過(guò)比較放大后也反饋到前級(jí)，兩個(gè)比較器的反饋信號(hào)差不多上通過(guò)光電耦合器 （型號(hào)SFH610A）耦合到IC1操縱極。 IC1 自身產(chǎn)生高頻信號(hào)來(lái)使自身的 VDMOS 管持續(xù)地工作在導(dǎo)通與截止之 間，當(dāng)電源電壓變化時(shí)造成 N3 上電壓變化以及當(dāng) LED 電流和電壓發(fā)生變

9、化時(shí)，這些信號(hào)都被反饋到 IC1 操縱極，使 IC1 產(chǎn)生的高頻信號(hào)的占空比（或稱脈寬） 發(fā)生變化， 使自身的 VDMOS 場(chǎng)效應(yīng)功率管的導(dǎo)通 / 截止時(shí)刻 比例發(fā)生變化，從而達(dá)到使 N2 輸出的電壓和電流實(shí)現(xiàn)恒定輸出的目的。 圖 6 中變壓器 N1 是初級(jí)繞組， N2 為次級(jí)功率輸出繞組， N3 是 IC1 的 偏置（工作）繞組， N4 是 IC2 的偏置（工作）繞組 .從電路分析可看出， N 2是附于隔離式安全電壓輸出（28V）繞組，N4和N2與輸出電路直截了當(dāng) 連接，為了保證安全標(biāo)準(zhǔn)的要求，輸出電路與和電網(wǎng)有直截了當(dāng)連接的電 路必須實(shí)現(xiàn)完全的隔離，因此電路中反饋信號(hào)通過(guò)高耐壓的光電耦合器

10、再 反饋到 前級(jí)的，變壓器內(nèi)的 N2 和 N4 與 NI 和 N3 之間在結(jié)構(gòu)上必須滿 足安全隔離變壓器的要求。圖 6 電路的最大特點(diǎn)是：1、 電源電壓在專門(mén)寬的范疇內(nèi)工作時(shí)，（約180V265V）能保證LE D 的恒功率輸出，同時(shí)LED 可實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃輸出。2、實(shí)現(xiàn)安全隔離的安全電壓輸出，甚至是安全超低電壓輸出。3、IC2如果采納TSM104,可實(shí)現(xiàn)0100%的光輸出連續(xù)調(diào)劑。應(yīng)注意： N1 和 N2 以及高頻變壓器磁芯是功率輸入和輸出的通道， 整個(gè)電路的效率高低要緊取決于這三個(gè)因素。其它方面幾乎無(wú)潛力可挖。 應(yīng)采納磁芯截面足夠的磁芯以及保持 N1 和 N2 較低的電流密度，如此才 能使該電路

11、的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到較高的程度，當(dāng) LED 輸出功率為 8W 時(shí)，效率 約在80%85%之間，當(dāng) LED 輸出功率為 20W40W 時(shí)，效率約在 85% 90%之間。綜上所述能夠看出， LED 在工作時(shí)需要有穩(wěn)流、穩(wěn)壓的元件，然而此 類元件應(yīng)具備自身承擔(dān)的分壓高，但功耗要小的特性，否則將使具有較高 效率的 LED 因?yàn)轵?qū)動(dòng)電路的工作功耗太大而使總體系統(tǒng)的效率大為降低， 有悖于節(jié)能高效的宗旨。 因此應(yīng)盡可能不采納電阻或串聯(lián)穩(wěn)壓電路來(lái)作為 L ED 驅(qū)動(dòng)器的限流主電路， 而應(yīng)該采納電容， 電感或有源開(kāi)關(guān)電路等高效電 路，如此才能保證 LED 系統(tǒng)的高效率。采納串聯(lián)式集成恒功率輸出電路， 能夠使 LED 的光輸出在專門(mén)寬的電源范疇內(nèi)保持恒定，但一樣的 IC 電路 會(huì)因此而使效率有所下降。采納有源開(kāi)關(guān)電路能夠保證在較高的轉(zhuǎn)換效率 下實(shí)現(xiàn)電源電壓大幅度變化時(shí)恒功率輸出。 LED 在目前時(shí)期，其光效還遠(yuǎn) 未達(dá)到能夠取代