大功率LED恒流驱动电路的设计实例(精)
大功率恒流LED驱动电源方案分享之电路设计
大功率恒流LED驱动电源方案分享之电路设计
在上周周五的文章中，我们针对一种大功率LED驱动电源方案的设计原理进行了详细介绍，并对这一LED电源的PFC电路设计方案进行了简析。
今天我们将会继续就这一大功率恒流LED驱动电源方案展开分享，并针对该方案中的电路设计部分进行重点阐述和介绍。
调光电路设计
相信通过上周周五的恒流LED电源设计原理介绍，大家应该都非常清楚，这一方案主要采用PWM调光的方式来对驱动电源调光电路进行设计。
因此，在这一设计的基础上，我们对驱动电路进行了简要的改动设计。
下图中，图1是LED驱动电路的结构简图，我们所设计的这一驱动电源在输出端做出了如下图图2所示的改动，即是在输出端LED的灯串中串联一个开关管，通过控制开关管的导通和关断来改变平均输出电流。
从图2所展示的这种大功率恒流LED电源的调光电路图中可以看到，在这一电路系统的设计中，我们选择将NCS1002的Vcc端与V3相连，并将CON2端为输入PWM信号端口。
采用该种设计的特点和缺陷非常明显，当输入PWM信号为低电平时，三极管V5的集电极与发射极截止，V3的栅源两端电压为Vcc，约为14V，V3处于导通状态，LED正常发光。
而当输入信号为高电平时，V5的集电极与发射极导通，V3的栅源两端电压被拉低，V3截止，LED不发光。
考虑到输出端被断开时，采样电阻上不产生电压，为瞬间的开路状态。
图1 LED驱动电路结构简图。
LED显示屏恒流驱动电路的设计(精)
L ED 显示屏恒流驱动电路的设计①堵国梁, 史小军, 朱为摘要:本文介绍了L ED 显示屏常规型驱动电路的设计方式及其存在的缺陷, 提出了简单的L ED 显示屏恒流驱动方式及电路的实现。
关键词:L ED 显示屏动态扫描驱动电路中图分类号:TN 873+. 93文献标识码:A 文章编号:1005-9490(2001 03-0252-051引言L ED 显示屏是80年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体, 它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元, 组成大面积显示屏幕, 以其可靠性高、使用寿命、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点, 在信息显示领域已经得到了非常广泛的应用[1]。
L ED 显示屏主要包括发光二极管构成的阵列、驱动电路、控制系统及传输接口和相应的应用软件等, 其中驱动电路设计的好坏, 对L ED 显示屏的显示效果、制作成本及系统的运行性能起着很重要的作用。
所以, 设计一种既能满足控制驱动的要求, 同时使用器件少、成本低的控制驱动电路是很有必要的。
本文就常规型驱动电路的设计作些分析并提出恒流驱动电路的设计方式。
2L ED 显示屏常规驱动电路的设计L ED 显示屏驱动电路的设计, 与所用控制系统相配合, 通常分为动态扫描型驱动及静态锁存型驱动二大类。
以下就动态扫描型驱动电路的设计为例为进行分析:动态扫描型驱动方式是指显示屏上的4行、8行、16行等n 行发光二极管共用一组列驱动寄存器, 通过行驱动管的分时工作, 使得每行L ED 的点亮时间占总时间的1 n , 只要每行的刷新速率大于50H z , 利用人眼的视觉暂留效应, 人们就可以看到一幅完整的文字或画面[2]。
常规型驱动电路的设计一般是用串入并出的通用集成电路芯片如74HC 595或M C 14094等作为列数据锁存, 以8050等小功率N PN 三极管为列驱动, 而以达林顿三极管如T IP 127等作为行扫描管, 其电路如图1所示。
大功率LED的驱动电路设计(PT4115应用)(精)
大功率LED 的驱动电路设计（PT4115应用）摘要：LED （light emitting diode ）即发光二极管，是一种用途非常广泛的固体发光光源，一种可以将电能转化为光能的电子器件。
由于LED 具有节能、环保、使用寿命非常长，LED 元件的体积非常小，LED 的发出的光线能量集中度很高，LED 的发光指向性非常强，LED 使用低压直流电即可驱动，显色性高（不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED 被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。
而且随着LED 研发技术的不断突破，高亮度、超高亮度、大功率的LED 相继问世，特别是白光LED 的发光效率已经超过了常用的白炽灯，正朝着常照明应用的方向发展，大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。
本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路，并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。
该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。
关键词：大功率LED ；驱动电路；恒流驱动芯片PT4115一、LED 主要性能指标：1）LED 的颜色：目前LED 的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色；2）LED 的电流：一般小功率的LED 的正向极限电流多在20mA 。
但大功率LED 的功率至少在1W 以上，目前比较常见的有1W 、3W 、5W 、8W 和10W 。
1W LED 的额定电流为350mA,3W LED 的750mA 。
3）LED 的正向电压：LED 的正极接电源正极,负极接电源负极。
一般1W 的大功率LED 的正向电压为3.5V~3.8V 。
4）LED 的反向电压：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏 LED 发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，单位为坎德拉（cd ）。
5）LED 光通量：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。
一种恒流型DCDC大功率LED驱动电路的设计
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浙江大学电气工程学院硕士学位论文一种恒流型DC-DC大功率LED驱动电路的设计姓名：裴倩申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：陈辉明;王正仕20100127浙江大学硕士学位论文摘要摘要在能源和环境问题日趋严重的今天，以高效、节能、环保以及长寿命为主要特点的大功率照明白光ＬＥＤ获得了人们的重视。
随着其性能的提高以及生产成本的下降，大功率照明白光ＬＥＤ将逐步取代白炽灯和荧光灯，引起人类照明史上又一次革命。
与此同时，大功率从照明白光ＬＥＤ驱动电路的开发也由于大功率ＬＥＤ的应用的逐渐普及得到了长足的发展。
本论文的题目来源于电源公司的合作项目，论文的目的是设计一种市场需求量大的大功率白光ＬＥＤ恒流驱动变换器，要求其在输入电压和负载ＬＥＤ灯串电压（即个数）在一定范围内变化时，仍具有高恒流精度和控制结构简单、成本低、体积小、效率高等特点。
本论文的研究思路和工作内容如下：首先，论文对大功率照明ＬＥＤ的特性及发展和白光ＬＥＤ驱动电路的分类进行了介绍。
接着分析了ＤＣ－ＤＣ转换电路的原理和控制策略，包括ＤＣ－ＤＣ转换电路的三种拓扑结构的原理分析、两种反馈控制模式和三种控制方式。
然后，分析了本论文提出的大功率ＬＥＤ的Ｂｕｃｋ型、Ｂｏｏｓｔ型、Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ型变换器恒流输出的控制原理和恒流电路实现算法及结构。
最后，论文完成了各个单元电路的分析和设计，设计制作了一台用于驱动３５０ｍＡ、ｌＷ的白光ＬＥＤ－－ＬｕｘｅｏｎＴＭＳｔａｒ的Ｂｕｃｋ型和Ｆｌｙｂａｃｋ型ＬＥＤ恒流ＤＣ－ＤＣ驱动变换器，并进行了调试实验和分析了各变量对恒流精度的影响，实验结果验证了本文理论研究和电路实现结构设计结果的正确性。
关键词：大功率ＬＥＤ；恒流驱动；开关电源；ＤＣ－ＤＣ转换电路浙江大学硕士学位论文摘要ＡｂｓｔｒａｃｔＮｏｗａｄａｙｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｎｅｒｇｙｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌｉｇｈｔｉｎｇｈａｓｗｏｎｐｅｏｐｌｅ’Ｓａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｏｒｉｔｓｕｎｉｑｕｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｓｏｆｌｏｗｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｌｏｗｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｌｏｎｇｌｉｆｅａｎｄｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ＡｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒＬＥＤｉｍｐｒｏｖｅｓａｎｄｔｈｅｃｏｓｔｏｆｐｏｗｅｒＬＥＤｒｅｄｕｃｅ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌｉｇｈｔｉｎｇｗｉｌｌｒｅｐｌａｃｅｉｎｃａｎｄｅｓｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｔｓａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌｉｇｈｔｉｎｇｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｈａｓａｌｓｏｂｅｅｎｇｒｅａｔｌｙａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｕｂｊｅｃｔｏｆｔｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｏｒｉｇｉｎａｔｅｓｆｒｏｍａｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｐｒｏｊｅｃｔｆｕｎｄｅｄｂｙａｐｏｗｅｒｃｏｍｐａｎｙ．ＴｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎａｉｍｓｔｏｄｅｓｉｇｎａＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤｓｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗｈｉｃｈｉｓｈｉｇｈｌｙｄｅｍａｎｄｅｄｂｙｔｈｅｏｆｍａｒｋｅｔ．ＴｈｅａｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅａｎｄｌｏａｄｖｏｌｔａｇｅｏｆＬＥＤｓａｓｔｒｉｎｇｓ（ｉ．ｅ．ｎｕｍｂｅｒｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓＬＥＤｓ）ｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｉｎｃｅｒｔａｉｎｒａｎｇｅ，Ｉｔｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｓｔｉｌｌｈａｖｉｎｇｈｉｇｈ—ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔ．Ａｎｄｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｓｉｍｐｌｅ，ｔｈｅｃｏｓｔｉｓｌｏｗ，ａｎｄｔｈｅｈｉｇｈ．‘ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈＣａｎｂｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ：Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｐｏｗｅｒＬＥＤｌｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｈｉｔｅＬＥＤｄｒｉｖｅｒｃｉｒｃｕｉｔｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅｎｔｈｅｔｈｅｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｔｈｅＤＣ－ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｓｃｏｎｔｒｏｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｓｔａｎｔ－ｃｕｒｒｅｎｔｏｕｔｐｕｔｏｆｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓａｎｄｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｅｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｏｆｔｈｅＢｕｃｋ－ｔｙｐｅ，Ｂｏｏｓｔ－ｔｙｐｅ，ａｎｄＢｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔｔｙｐｅｈｉｇｈ?ｐｏｗｅｒＬＥＤａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｅｌｌｃｉｒｃｕｉｔｉｓｆｉｎｉｓｈｅｄ．Ａａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａＢｕｃｋ?－ｔｙｐｅａｎｄＦｌｙｂａｃｋ?－ｔｙｐｅＬＥＤｓｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔＤＣ－－ＤＣｄｒｉｖｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｅｔｕｐｆｏｒｏｆｄｒｉｖｉｎｇｓｅｖｅｒａｌ３５０ｍＡ，１ｖａｒｉａｂｌｅｓｏｎＷＬｕｘｅｏｎＴＭＳｔａｒ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｃｃｕｒａｃｙｗｅｒｅｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄＯｕｔａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｓａｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ浙江大学硕上学位论文摘要Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤ；ＤＣ．ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒＣｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｅｒ；Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
大功率LED照明恒流驱动电源的设计(精)
大功率LED照明恒流驱动电源的设计２００9/９/29／11:3８来源:今日电子/21iｃ在当今全球能源紧缺的环境下,节约能源已成为大势所趋。
同时,国家也大力倡导节能减排,已结束的2０08年北京奥运会和即将到来的2０１0年上海世博会都不约而同地以绿色节能为主题，这就给中国LED照明产业的发展带来了巨大的历史机遇。
大功率LED具有光效高、低功耗、寿命长、稳定性高、光色纯、安全性好、可控性强等优点，正逐步取代以往的光源,开始广泛运用于全彩显示屏、交通信号灯、汽车车灯、背景光源、景观照明、特种工作照明等,成为照明领域的新一代绿色光源.据国内有关机构预测,在奥运、世博的强力带动下，中国LED照明市场规模将从2０0７年的48.5亿元快速增长至２010年的9８.１亿元。
有关专家分析认为,中国LＥＤ照明产业将在2010年前后迎来新的发展高峰。
问题的提出ﻫ一般来说,大功率LED的功率至少在1W以上，目前比较常见的有1Ｗ、3W、５W、8W和10W。
其被称为“绿色光源",正朝着大电流（30０mＡ~1。
4A)、高效率（60～120lm／W)、亮度可调的方向发展.然而,大功率LED的发光强度是由流过LEＤ的电流决定的，电流过强会引起LＥD的衰减，电流过弱会影响LEＤ的发光强度，因此LED驱动需要提供恒流电源，以保证大功率LED使用的安全性，还需要满足预期的亮度要求，并保证各个LEＤ亮度、色度的一致性。
所以，传统上用于驱动灯泡(钨丝、日光灯、节能灯、钠灯等光源的电源并不适合直接驱动大功率LEＤ.用市电驱动大功率ＬＥＤ也需要解决降压、隔离、ＰFＣ(功率因素校正)和恒流问题,还需有较高的转换效率．ﻫﻫ目前,市场上有上千款关于大功率ＬＥD恒流驱动的专用芯片，国内有广鹏（AD Ｄteｋ、点晶(ＳITI、晶锜(SCT、华润矽威(PT，国外有美国的超科(Supeｒtex、德州仪器（TI)、美信、国半、英国的捷特科(Zeteｘ）等知名厂家。
一种大功率太阳能LED路灯恒流驱动电路的设计
一种大功率太阳能LED路灯恒流驱动电路的设计发表时间：2019-08-27T16:10:22.717Z 来源：《建筑细部》2018年第29期作者：王飞[导读] 大功率LED恒流驱动技术被广泛应用在太阳能LED路灯系统中。
王飞南京普天大唐信息电子有限公司江苏南京 210000 摘要：大功率LED恒流驱动技术被广泛应用在太阳能LED路灯系统中。
本文讨论了如何实现MPS公司MP4012系列芯片满足太阳能LED路灯照明系统中的应用。
不仅实现了基本的升压恒流功能，还具有短路、开路等多重保护功能，保证LED光源稳定输出外，使系统得到更全面的保护，有效降低了太阳能路灯系统的使用和维护成本。
关键词：太阳能路灯；DC-DC恒流驱动；LED照明 1 引言随着人类社会的快速发展，能源短缺问题变得日益突出。
而太阳能作为取之不尽、用之不竭的绿色能源被广泛推广和应用。
对比白炽灯、荧光灯等传统光源时，大功率LED光源具有寿命长、节能、发光效率高、响应快、环保等显著优点[1]。
结合了太阳能光伏发电技术与大功率LED照明技术[2]的太阳能路灯系统因其无需铺设市电线路、节能环保、全自动运行等优点在户外道路照明领域得到了广泛应用。
LED光源属于非线性负载，驱动电源设计是否合理对LED光源的性能、寿命起着决定性的作用，设计不合理会引发光衰进一步增大、驱动电源自身故障率高等问题[3]。
目前在太阳能LED路灯应用领域中已广泛采用了恒流驱动方式，但是该领域用的恒流驱动电源普遍存在电路复杂、恒流质量不高、保护功能不全面可靠等问题。
本文以MPS公司的MP4012系列芯片为核心搭建的DC-DC升压恒流驱动电路，能够实现高质量高效率的调光功能，由于驱动芯片内部集成了多种保护及驱动电路，无需额外增加外部保护功能电路的情况下，可以实现输出短路保护、输出开路保护及自动恢复、输出过压保护、输入低压锁定输出等功能。
本方案驱动电源电路拥有转换效率高且外围器件少的优点，具有一定的实用参考价值。
只需一个电阻即可调光的3～100V大电流LED恒流驱动电路
只需一个电阻即可调光的3～100V大电流LED恒流驱动电路不少电子爱好者在搞LED灯类的电子制作时，常常为找不到一款合适的LED恒流驱动电路而犯愁。
虽然网上有不少LED驱动电路，但这些电路或者工作电压和电流不合适，或者电路较复杂。
本文介绍一款采用专用的LED恒流驱动IC制作的驱动电流可调的大电流LED恒流驱动电路，其驱动电流可以10～400mA范围内调整。
若通过外接MOS场效应管，驱动电流可以扩展至1A以上，并且工作电压亦可扩展至上百伏。
该电路可以直接驱动1W的大功率LED灯珠，非常适合电子爱好者用来制作低压直流LED照明灯。
▲ 低压LED恒流驱动电路。
图中的QX7136是一款低压LED照明灯里常用的恒流驱动IC，其工作电压范围为2.7～6V，静态耗电仅有250μA。
该IC的驱动电流可以通过外接的电阻Rext来设置，其电流可在10～400mA范围内调整。
通过调整驱动电流即可改变LED灯珠的亮度。
另外，QX7136内部还设有软启动及过热保护电路。
上图电路的工作电压范围为3～6V，可以使用一节锂电池驱动多种常用的LED灯珠。
图中的LED1和LED2为5730白光LED灯珠，这种灯珠的功率为0.5W，工作电压在3.3V左右，工作电流约为150mA。
这里使用一片QX7136驱动两个并联的5730灯珠。
LED1、LED2的工作电流可由Rext设置。
QX7136的①脚（CS端）为输出电流检测端，该端电压典型值为50mV，故LED的驱动电流ILED＝50mV/Rext。
若驱动一个5730灯珠，Rext取值为0.33Ω即可。
▲ 高压LED恒流驱动电路。
QX7136的④脚为外接MOS场效应管驱动引脚（亦可外接NPN 型三极管）。
若需要高压应用或驱动更大功率的LED灯珠，可以通过外接N沟道MOS场效应管来扩展工作电压和驱动电流。
上图电路通过外接稳压管和MOS场效应管，使QX7136可以工作在8～24V。
在不同的工作电压下，只需调整稳压管VD1的限流电阻R的阻值，使流过VD1的工作电流控制在5～10mA即可。
大功率LED的驱动电路设计(PT4115应用)(精)
大功率LED 的驱动电路设计（PT4115应用）摘要：LED （light emitting diode ）即发光二极管，是一种用途非常广泛的固体发光光源，一种可以将电能转化为光能的电子器件。
由于LED 具有节能、环保、使用寿命非常长，LED 元件的体积非常小，LED 的发出的光线能量集中度很高，LED 的发光指向性非常强，LED 使用低压直流电即可驱动，显色性高（不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED 被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。
而且随着LED 研发技术的不断突破，高亮度、超高亮度、大功率的LED 相继问世，特别是白光LED 的发光效率已经超过了常用的白炽灯，正朝着常照明应用的方向发展，大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。
本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路，并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。
该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。
关键词：大功率LED ；驱动电路；恒流驱动芯片PT4115一、LED 主要性能指标：1）LED 的颜色：目前LED 的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色；2）LED 的电流：一般小功率的LED 的正向极限电流多在20mA 。
但大功率LED 的功率至少在1W 以上，目前比较常见的有1W 、3W 、5W 、8W 和10W 。
1W LED 的额定电流为350mA,3W LED 的750mA 。
3）LED 的正向电压：LED 的正极接电源正极,负极接电源负极。
一般1W 的大功率LED 的正向电压为3.5V~3.8V 。
4）LED 的反向电压：所允许加的最大反向电压。
超过此值，发光二极管可能被击穿损坏 LED 发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，单位为坎德拉（cd ）。
5）LED 光通量：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。
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大功率LED恒流驱动电路的设计实例faceoff 发表于 2006-5-26 16:38:00大功率LED恒流驱动电路的设计实例虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术，对于开拓大功率LED的新应用至关重要。
LED按照功率和发光亮度可以划分为大功率LED、高亮度LED及普通LED。
一般来说，大功率LED的功率至少在1W以上，目前比较常见的有1W、3W、5W、8W和10W。
已大批量应用的有1W 和3W LED，而5W、8W和10W LED的应用相对较少。
预计大功率LED灯会在2008年奥运会上大量应用，因此电子和照明行业都非关注LED照明新技术的发展应用。
恒流驱动和提高LED的光学效率是LED 应用设计的两个关键问题，本文首先介绍大功率LED的应用及其恒流驱动方案的选择指南，然后以美国国家半导体(NS的产品为例，重点讨论如何巧妙应用LED恒流驱动电路的采样电阻提高大功率LED的效率，并给出大功率LED驱动器设计与散热设计的注意事项。
驱动芯片的选择LED驱动只占LED照明系统成本的很小部分，但它关系到整个系统性能的可靠性。
目前，美国国家半导体公司的LED驱动方案主要定位在中高端LED照明和灯饰等市场。
灯饰分为室内和室外两种，由于室内LED灯所应用的电源环境有AC/DC和DC/DC转换器两种方式，所以驱动芯片的选择也要从这两方面考虑。
图1：利用DC/DC稳压器FB反馈端实现从恒压驱动(左图到恒流驱动(右图的转换。
1. AC/DC转换器AC/DC分为220V交流输入和12V交流输入。
12V交流电是酒店中广泛应用的卤素灯的电源，现有的LED可以在保留现有交流12V的条件下进行设计。
针对替代卤素灯的设计，美国国家半导体LM2734的主要优势是体积小、可靠性高、输出电流高达1A，恰好适合卤素灯灯口直径小的特点。
取代卤素灯之后，LED灯一般做成1W或3W。
LED灯与卤素灯相比有两大优势：(1光源比较集中，1W照明所获得的亮度等同于十几瓦卤素灯的亮度，因此比较省电；(2 LED灯的寿命比卤素灯长。
LED灯的主要弱点是灯光的射角太窄，成本相对较高。
但从长远来看，由于LED灯的寿命较长，所以还是具有非常大的成本优势。
220V AC/DC转换器(例如LM5021主要锁定舞台灯和路灯市场。
图2：在FB反馈端和RFB之间放置一个运算放大器以降低功耗。
2. DC/DC转换器目前，LED手电筒占据了DC/DC转换器的绝大部分需求量。
手电筒采用的LED功率基本上是1W，供电方式包括锂电池和镍锌电池、碱性电池等。
3W 手电筒的应用一直还存在一些难点，因为3W LED 灯本身需要散热，散热装置的体积大，从而在一定程度上削弱了LED灯体积小的优势。
此外，由于3W LED灯的电流高达700mA，一次充电后的电池使用时间缩短。
尽管如此，对于上述应用国家半导体提供LM3475、LM2623A和LM3485等方案。
矿灯也是LED灯的主要应用领域之一，它属于特种照明行业，需要专业的认证标准，中国对LED在矿灯领域的应用一直都很重视。
目前，LED设计行业存在对特种行业的需求认识不足的问题，设计中常采用一些不切实际的、新奇的设计方案。
例如，将LED灯和电池一起嵌入头盔，却没有考虑到矿灯特殊使用环境的各种需求，这可能是造成LED在矿灯市场的应用一直没有打开局面的重要原因。
对于矿灯LED应用，美国国家半导体提供了丰富的DC/DC稳压器产品，包括LM3485、LM3478和LM5010。
已经用户采用一颗1W的LED灯，周围再放6颗普通的高亮度LED灯，构成一种具有特殊闪烁功能的矿灯。
总而言之，LED灯在灯饰和特种照明行业有着广泛的发展前景，国家半导体为此提供完整的新型LED驱动解决方案。
图3：基于LM2734的恒流驱动电路。
高效的恒流驱动电路恒压供电的基本电路(图1左采用反馈电阻RFB1和RFB2，当负载电流发生变化时，VFB也随之变化，DC/DC稳压器通过感知VFB的变化，使输出电压维持在一个固定的电平：V0=(VFB*(RFB1+RFB2/RFB1 (1在图1右边电路中，DC/DC稳压器的FB是高阻输入端，流经LED的电流IF为：IF=VFB/RFB (2为保持IF恒定，DC/DC稳压器感知VFB，然后调整LED正端电压，使流经LED的电流保持恒定。
这就是利用DC/DC稳压器FB反馈端实现恒压到恒流转换的原理。
一般来说，DC/DC稳压器对VFB的变化有一个感知的范围，一旦LED选定，其工作电流IF的大小也就确定了，所选的电阻要保证VFB落在DC/DC稳压器容许的范围内。
以VFB等于1.25V为例，假设IF分别为15mA、350mA和700mA，采样电阻的功耗将分别小于20mW、400mW和800mW。
对于1W的LED来说，采样电阻的功耗分别占到总电源消耗的2%、40%和80%。
因此，采样电阻的设计对提高LED的功效至关重要，它应该选取尽可能小的数值。
图4：从采样电阻直接获取反馈电压的设计。
由于直接将RFB连接FB端会造成RFB的功耗过大，所以在FB端和RFB之间放置一个运算放大器，以放大RFB采集到的电压VTAP(图2。
IF=VTAP/RFB=(VFB/RFB*(1+RF/RI (3通常，1W大功率LED的典型工作电流为350mA，如果选择RFB等于1欧姆，则RFB的功耗为：PRFB=I2*R=0.352*1=0.12W (4考虑运算放大器本身的功耗，RFB及其附属电路的功耗大约为1W LED功率的12%。
这样就能在确保LED获得恒流供电的同时，将RFB的功耗降低到可以接受的水平，从而使LED两端的电压尽可能大，流经的电流也尽可能大。
国家半导体按照这个原理工作的稳压器有LM2736和LM2734。
LM2734是1A降压型稳压器。
基于LM2734的恒流驱动电路(图3利用LM321运算放大器获取采样电阻Rset上的电压，结合其它电阻和电容就可以构成一个完整、高效率的大功率LED恒流驱动电路。
在实际使用中，有些LED恒流驱动电路可以直接从采样电阻获取反馈电压，如图4所示。
图3中采样电阻Rset决定了恒流驱动电路的设计，而且对整个系统的效率有重要影响，因此仔细设计Rset对节省能源至关重要。
图3和图4的详细设计文件请向国家半导体当地授权分销商索取。
一般来说，如果要求LED驱动电流的变化不超过标称值的5%至10%，那么采用精度为2%的电阻就足够了。
LED驱动电流的典型波动范围是正负10%。
由于采样电阻消耗的功率较大，应避免使用功率较小的贴片电阻。
此外，LM3478方案适用于多个大功率LED的恒流驱动，而基于LM5021的恒流驱动设计方案则针对220V AC/DC转换器的应用。
恒流驱动与散热的考虑就电子系统设计而言，工程师在设计LED恒流驱动电路时首先要了解LED的恒流参数。
目前LED芯片的制造商很多，国内外LED的差异主要在于相同电参数的情况下，流明数可能不同，因此设计工程师要清楚地认识到LED功率并不是决定发光效率的唯一参数。
例如，同样是1W的LED，有的LED 可以达到40流明的亮度，而有的只能达到20流明的亮度，这是因为LED光学效率还取决于材料和制作工艺等诸多环节。
有些设计工程师为提高发光效率而采取加大驱动电流的办法，例如，对于同一颗1W LED，加大驱动电流后，亮度可以从20流明提高到40流明，但是LED的工作温度也相应升高了。
一旦温度超过LED的限温点，就会影响LED的寿命和可靠性，这是设计恒流驱动过程中需要注意的重要问题。
此外，LED照明系统的光学效率不仅仅取决于LED恒流驱动方案，还与整个系统的散热设计密切相关。
为缩小体积，某些LED恒流驱动系统将LED驱动电路与散热部分贴近设计，这样容易影响可靠性。
一般来说，LED照明系统的热源基本就是LED灯本身的热源，热源太集中会产生热损耗，因此LED 驱动电路不能与散热系统紧贴在一起。
建议采取下列散热措施：LED灯采用铝基板散热；功率器件均匀排布；尽可能避免将LED驱动电路与散热部分贴近设计；抑制封装至印刷电路基板的热阻抗；提高LED芯片的散热顺畅性以降低热阻抗。
表1：大功率LED在寿命上具有很大优势。
新应用对驱动器的要求大功率LED被称为“绿色光源”，它将向大LED电流(300mA 至1.4A、高效率(60至120 流明/瓦、亮度可调的方向发展。
由于大功率LED在寿命上具有很大优势(表1，所以发展前景非常广阔，其中最被看好的照明应用是汽车、医疗设备和仪器仪表及其它特种照明环境。
但这些应用对LED驱动系统设计也提出了新的要求，包括：输入电压范围一般要求为6V到24V；具有冲击负载保护、反相和过压保护；待机功耗非常低；低带隙基准以减少电流检测损耗以及具有PWM调整亮度的功能等。
针对这些需求，美国国家半导体公司提供了全系列LED驱动器设计方案(见表2，可以为用户提供全面的LED驱动器解决方案。
LED照明系统需要借助于恒流供电，目前主流的恒流驱动设计方案是利用线性或开关型DC/DC稳压器结合特定的反馈电路为LED提供恒流供电，根据DC/DC稳压器外围电路设计的差异，又可以分为电感型LED驱动器和开关电容型LED驱动器。
电感型升压驱动器方案其优点是驱动电流较高，LED 的端电压较低、功耗较低、效率保持不变，特别适用于驱动多只LED的应用。
在大功率LED驱动器设计中，主要采用开关电容型LED驱动方案，其优点是LED两端的电压较高、流过的电流较大，从而获得较高的功效及光学效率。
先进的开关电容技术还能够提高效率，因而在大功率LED驱动中应用广泛。
表2：美国国家半导体的LED驱动器解决方案一览表。
本文小结大功率LED照明技术有着广阔的发展前景，因而受到普遍的关注和投资者的追捧。
现阶段，由于LED芯片设计和制造技术及材料等诸多因素的限制，它暂时还不能完全取代传统的白炽灯，因而人们更为关注大功率LED在特种照明中的应用。
本文首先介绍了特种照明的应用环境，然后，详细阐述了利用DC/DC稳压器实现恒压转恒流设计的基本原理和实际案例，并说明了大功率LED驱动器设计与散热部分设计应该注意的事项，最后指出了大功率LED新应用对驱动器设计提出的新要求，给出了国家半导体公司的完整解决方案的指南，它有助于从事LED照明行业的电子设计工程师全面掌握最新的LED驱动器系统设计技术。