LED常用驱动电路

1、 LED驱动电路简介 文章出处：转载 林继刚 俞安琪 人气：139 发表时间：2021-7-27 15:52:25 摘要：LED照明是今年来快速兴起开展的一种新型光源，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 装置在保证比拟好的限流特性时， 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拟理想。 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平安要求外

2、，还应具备另外两个根本功能，一是尽可能保持恒 流特性，尤其在电源电压发生土 15%的变动时，仍应能保持输出电流在土 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%

3、。当电源电压 在土 10%的范围内变动时， 流过LED的电流变化将 25%, LED上的功率变化将到达 30%。 当R分压较大时，在电源电压在土 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。 1.2 采用集成稳压元件的 LED驱动电路 图2是在图1的根底上加了一个集成稳压元件 MC7809使输出端的电压根本稳定在 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的根本恒定输出外，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

4、为 20lm/W 25lm/W,是根本不能称为 节能的照明产品的。为了到达既能使 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。 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 VDMO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 运放器组成的比拟器， 从R6上取得LED的工作电流信号输入到IC2中的CC比拟器，通过 比拟放大后，反应到前级。从R

5、4和R5分压器上取得LED的工作电压信号，输入到IC2中 的CV比拟器，通过比拟放大fll 图2 2几种效率较高的 LED驱动电路 8个也 350mA 后也反应到前级，两个比拟器的反应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 VDMOSf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，这些信号都被反应到 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VDMO效应功率管的导通/截止时间比例发生变化，从而到达使N2输 出的电压和电流实现恒定输出的目的。图 6中变压

6、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是附于隔离式平安电压输出 28V绕组，N4和N2与输出电路直接连接，为了保证平安 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， 所以电路中反应信 号通过高耐压的光电耦合器再反应到前级的， 变压器内的N2和N4与NI和N3之间在结构 上必须满足平安隔离变压器的要求。 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

7、%的光输出连续调节。 3、 实现平安隔离的平安电压输出，甚至是平安超低电压输出。 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到达较高的程度，当 LED输出功 率为8W时，效率约在80% 85%之间，当LED输出功率为20M40W时，效率约在85% 90%之间。 图4 2.2图4是采用集成恒流源 NUD4001的LED驱动电路，这一电路的显著特点是当电源 电压在土 15%的范围内变动时，输出波动 V 1%,可称为恒功率驱动电路，

8、另外这一 IC电 路可在很低的串联分压下工作 即1脚与输出的各引脚之间的电压在 A 2.8V时尚能工作 所以可保证在几乎恒功率输出的情况下， 保持1脚与输出引脚之间的电压在 2.8V左右就能 使系统效率达70%左右。这一 IC电路的输入电源可采用工频交流， 但最好采用卤鸨灯电子 变压器作为前级，这样能保证谐波和电源端子干扰都符合标准的要求。 当电子变压器内部实 现口类电器的隔离绝缘输出时，图 4电路可用于II类灯具中，并且输出端可以做成可触及 3JWL1I 图5 2.3 一种采用电容作限流元件的 LED驱动电路 图5的电路是直接采用电容作为限流元件， 在此电路中，由于电容上的分压几乎到达了 全

9、部电源电压，所以具有良好的限流特性， 当电源电压在土 10%波动时，输出电流也在v 10%内波动，只要在设计中把 LED的额定值留有一定的裕量，就能保证在电源电压波动时 LED仍处于良好的工作状态。由于电容的介质损耗极小，所以电路的损耗很小，电阻 R的 作用是在断电时，保证电容上的电压能及时放掉，其阻值可 A 3MQ，每组串联的LED中， 可加有一个IN4007二极管，当两组串联的LED有一个内部开路时，另一组有可能被反向电 压击穿，如串入一个IN4007二极管，那么可保护剩余的 LED不损坏，当然IN4007的参加也 使效率略有下降，当输出电流30mA时，IN4007 的功耗约0.02W。对

10、于一体化小夜灯， 可省略IN4007，此时这一驱动电路效率 A 90%。用此驱动电路做成的 LED小夜灯，效率高 于采用气体放电光源的小夜灯，并且使用寿命远大于采用其它光源的小夜灯。此电路在 30 个LED串联时还能稳定工作。 但是此电路输出的光具有一定的频闪 在50Hz时有100Hz的 频闪，不适用于运动物的照明场合，并且使用时 LED应做成不可触及，否那么将影响平安。 侦1 图6 2.4 一种卤鸨灯电子变压器与电感限流结合的 LED驱动电路 图6电路是在原卤鸨灯电子变压器的根底上，利用高频电感限流来实现 LED的稳定工 作。此电路的特点是，负载可根据电子变压器功率的大小带上几组 LED,并

11、且可做到次级完 全隔离的平安特低电压输出，输出电压 12V此时每组的LED为3个，最高输出电压图 5可以到25V/空载输出电压可以到 33V。由于采用了高频电流来点亮 LED,所以输出光的 频闪现象根本可消除。输出的限流电感，可以做得体积很小，每个电感的电感量仅为 0.05mH 0.2mH 根据LED的电流不同，采用不同电感量的电感 ，只要电感采用的线径不 要太细，电子变压器的调试水平较高，这一电路在输出功率为 8M70W时，总体效率可达 80% 92%。此电路在线路功率A 25W时，还能全面满足谐波和 EMI的要求。此电路在电 源电压变化土 10%时，输出给LED的功率变化土 20%所以应保

12、证在额定电源电压下，使输 出给LED的功率适当小于额定值，防止过电压时 LED超载引起过热而影响使用寿命。 3 总结 综上所述可以看出，LED驱动电路无法省略限流的装置， 限流装置的阻抗越大， 提供应 LED驱动电流的条件越好。但是此类元件应具备自身承当的分压高，但功耗要小的特性，否 那么将使具有较高效率的 LED因为驱动电路的工作功耗太大而使总体系统的效率大为降低， 有悖于节能高效的宗旨。所以应该采用电容、电感或有源开关电路等高效电路， 取代电阻或 串联稳压电路来作为 LED驱动器的限流主电路，这样才能保证 LED系统的高效率。采用串 联式集成恒功率输出电路，可以使 LED的光输出在很宽的电

13、源范围内保持恒定，但一般的 IC会因此而使效率有所下降。所以采用有源开关电路可以保证在较高的转换效率下实现电 源电压大幅度变化时恒定输出功率。 LED照明驱动电路低本钱高性能分析 2021-03-27 00:08 在实用新型专利“一种低本钱高性能 LED照明电路中提出了 “稳流这一新概念， 如果这一概念得到专家认可的话，这一概念从电子学角度可以说“填补了一项概念上的 空白，尽管它以前并没有什么大用途。 一、 “滤波与“稳压 交流电源出现之后，就有 AC变DC的需要。要从 AC得到一个DC电源，我们先就得 进行整流，但是整流输出得到的电压是半正弦波的，于是有个简单的方法是在输出端并 联一个电容，

14、将电荷存起来，这就是滤波。对于对电源波动要求不高的负载，只要滤波 就行了，但对于对电压要求 ，要到达电池的电压性质差不多的电路来说，滤波就不行了， 而必须稳压。 滤波电路中最正确的有源滤波电路可以得到近似于直流的电源，但它依然不是稳压电 源。因为它输出的电压尽管接近于直流，但却会随输入交流电压的升高而升高、随负载 电流的增加而降低。但稳压电源的输出电压那么不会有这种变化。 简单的稳压电源，为了保证输出电压的稳定，当输入电压升高时，它就得将过剩的 电能消耗在稳压电路上，因此，稳压电源会发热，而滤波电源的发热那么要小得多了。 二、 “稳流与“恒流在有些电子电路中，因某种需要，我们要向其提供恒稳的 电流，而不是稳定的电压，于是就产生了 “恒流电源。 但还有一类元件，它不允许电流有较大的波动，也就是不能过流，但是，较小的电 流它也能工作，比方 LED就是这样一种元件。这时我们只要向它提供根本上没有波动的 电流就行了，这个没有滤动的电流源就称为“稳流源，这类电流或使电流成为这类电 流就称为稳流。 三、 四个概念的比照 “稳流和“滤波很相似，但不同的是，稳流针对的对象是电流，而滤波针对