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用恒流源驱动的LED灯电路

用恒流源驱动的LED灯电路

点击数:7296 次   录入时间:03-04 11:42:13   整理:http://www.55dianzi.com   节能灯/照明/彩灯

  由于LED具有特性敏感的半导体器件,又具有负温度特性,因而在应用过程中需要对其进行稳定工作和保护。
  
  LED是由2~3伏的低电压驱动,必须设计变换电路,不同用途的LED灯,要配备不同的电源适配器。国际市场上国外客户对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容等的要求都非常高。设计一款好的电源必须要综合考虑这些因数。对于LED驱动来说,恒流法要优于恒压法。本文提出的电路中是一种恒流源。另外,用一个起动限流器以抑制大的浪涌电流,而电压斩波器则可以用于宽达96VRNtS~260VRMS的交流输入电压范围。
  
  图1和图2中的电路,都加有相同的无电感斩波器。为提高功率效率,应遵循以下两个原则:斩波器电阻的热耗应尽量小;斩波器应在适当的阈值电压VTH时做切换。另外,VTH应尽量接近于LED串的工作电压。这种方法尽可能地减少了恒流稳压器(CCR)的功耗,同时能维持一个恒定的LED电流。

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  图3电路是遵循以上原则的又一个实例,功率效率约为85%。稳压器IC1和Rs构成一个20mA的恒流源。
  
  LED串中包含足够数量的LED,在20mA时需要120V的。R6上的电压提供了一种间接测量LED电流的方法。
  
  VTH是全波整流桥的输出电一压,经R1到R3的分压,当整流变化电压超过D5的68V偏压时,使Q1导通,Q2关断。一旦Q2导通,C2快速充电到VTH,然后通过LED串缓慢放电,直到交流线的下一个半周期。在C1放电结束时,VTH不得低于维持LED工作所需要的120V电压,也不能超过最低交流电平VRMS的L414倍。当LED需要120V电压时,还要加上IC1所需要的3V输入一输出压差,再加上R,的1.25V电压,于是最低C1电压将是124.25V。为简化起见,图3电路取整到125V。
  
  图3中Q1导通时,凡在260VRMS输入时的功耗小于20mW,而R-R2-R3-D5分压器功耗小于100mW。与LED的2.4W功耗相比,这个结果几乎可忽略不计。这些电阻值较大,因此功耗也低。R,用于精确调节VTH,以配合LED串上的实际压降。电路中有一个起动限流器,用于限制通过C1和Q2的浪涌电流,浪涌电流的出现是在刚达到VTH前的周期,正好加上了交流电时。限流电阻会降低每个周期的效率,而R9只将上电浪涌限制在1.35A,直至C2充电到足以导通Q3时为止。
  
  当交流输入增加时,斩波器的功耗略有上升,而功率效率则稍有下降,如表所示。
  
  图3的电路可以工作在96V~260Vac(50Hz)。对较大的LED电流,建议提高C1的容量,降低电阻R5阻值。如果LED工作电压不同,则应重新计算一些参数,计算方法同上。LED工作电压附表改进后电路的功率效率越低,交流输入电压也可以越低。本设计实例亦可适用于60Hz交流电。
  
  注意:
  
  1.采用大电流通孔电阻,或几只串联的表面安装电阻,要能承受的电压至少为400V。考虑短路时的安全问题,建议使用一根熔丝。
  
  2.在加有交流电压时不要按下按键。为保证维护时的安全,按键可使C1通过R10到Ds完全放电。

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