LED常用驱动电路..doc

LED驱动电路简介 文章出处：转载 作者：林继刚 俞安琪 人气：139　　发表时间：2010-7-27 15:52:25 摘要： LED照明是今年来快速兴起发展的一种新型光源，它的许多良好特点使得它的应用面越来越广。LED的单向导电特性使人一般认为应该用直流驱动，但是对直流恒压和限流的装置在保证比较好的限流特性时，自身功耗是很大的，所以使系统的效率大为降低。只有用较高频率的交流来驱动LED，并且用在呈现较大阻抗时自身功耗小的电感或电容来限流，才能把LED驱动电路的限流特性和自身功耗都做得比较理想。本文分析介绍了几种LED驱动电路，供行业内人士参考。? ? LED驱动电路除了要满足安全要求外，还应具备另外两个基本功能，一是尽可能保持恒流特性，尤其在电源电压发生±15％的变动时，仍应能保持输出电流在±10％的范围内变动。二是应保持较低的自身功耗，这样才能使LED 的系统效率保持在较高水平。　?1?两种系统效率低下的LED驱动电路 　1.1?传统的低效率电路： 图1 　　图1 是传统的低效率电路，电网电源通过降压变压器降压；桥式整流滤波后，通过电阻限流来使3 个LED 稳定工作，这种电路的致命缺点是：电阻R 的存在是必须的，R 上的有功损耗直接影响了系统的效率，当R 分压较小时，R 的压降占总输出电压的40％，输出电路在R 上的有功损耗已经占40％，再加上变压器损耗，系统效率小于50％。当电源电压在±10％的范围内变动时，流过LED 的电流变化将≥25％，LED 上的功率变化将达到30％。当R 分压较大时，在电源电压在±10％的范围内变动时，虽说能使输出到LED 的功率变化减少，但系统效率将更低。 图2 ??? 1.2采用集成稳压元件的LED驱动电路 　　图2是在图1 的基础上加了一个集成稳压元件MC7809，使输出端的电压基本稳定在9V，限流电阻R 可用得很小也不会因为电源电压的不稳定造成LED 的超载。但是此电路除了保证LED 的基本恒定输出外，效率还是很低的。因为MC7809 和R1 上的压降仍占很大比例，其效率仅为40％左右。 　　上述这类电路的应用，系统总的每瓦输出流明仅为20lm/W～25lm/W，是根本不能称为节能的照明产品的。为了达到既能使LED 稳定工作，又能保持高的效率，应采用低功耗的限流元件和电路来使系统效率提高。? 2?几种效率较高的LED驱动电路 图3 ??? 2.1?采用专用IC的LED阵列驱动电路 　　图3是电路是采用两块块专用IC 电路的LED 驱动电路，该电路采用IC1——VIPEr22A 是ST公司生产的智能功率开关集成模块，内部具有PWM 控制电路和一个0.7A/730V 的VDMOS 场效应功率管，IC2 的型号为TSM1101，该IC 内部具有2.5V 的基准电压及两个由运放器组成的比较器，从R6 上取得LED 的工作电流信号输入到IC2 中的CC 比较器，通过比较放大后，反馈到前级。从R4 和R5 分压器上取得LED 的工作电压信号，输入到IC2 中的CV 比较器，通过比较放大后也反馈到前级，两个比较器的反馈信号都是通过光电耦合器（型号SFH610A）耦合到IC1 控制极。IC1 自身产生高频信号来使自身的VDMOS 管不断地工作在导通与截止之间，当电源电压变化时造成N3 上电压变化以及当LED 电流和电压发生变化时，这些信号都被反馈到IC1控制极，使IC1 产生的高频信号的占空比（或称脉宽）发生变化，使自身的VDMOS 场效应功率管的导通/截止时间比例发生变化，从而达到使N2 输出的电压和电流实现恒定输出的目的。图6 中变压器N1 是初级绕组，N2 为次级功率输出绕组，N3 是IC1 的偏置（工作）绕组，N4是IC2 的偏置（工作）绕组.从电路分析可看出，N2 是附于隔离式安全电压输出(28V)绕组，N4 和N2 与输出电路直接连接，为了保证安全标准的要求，输出电路与和电网有直接连接的电路必须实现完全的隔离，所以电路中反馈信号通过高耐压的光电耦合器再反馈到前级的，变压器内的N2 和N4 与NI 和N3 之间在结构上必须满足安全隔离变压器的要求。 图3 电路的最大特点是：　　1、电源电压在很宽的范围内工作时，（约180V～265V）能保证LED 的恒功率输出，并且LED 可实现无频闪输出。　　2、IC2 如果采用TSM104,可实现0～100％的光输出连续调节。 3、实现安全隔离的安全电压输出，甚至是安全超低电压输出。　　应注意：N1 和N2 以及高频变压器磁芯是功率输入和输出的通道，整个电路的效率高低主要取决于这三个因素。其它方面几乎无潜力可挖。应采用磁芯截面足够的磁芯以及保持N1 和N2 较低的电流密度，这样才能使该电路的转换效率达到较高的程度，当LED 输出功率