1、1 LED 驱动电源的设计 前言 大功率 LED 特点及与其他光源比较 LED 被称为“绿色光源”当之无愧。在照明行业 中，将其与传统光源比较分析，某些方面表现出难以替代的优点：LED 作为光源用于照 明具有以下点： （1）耗电量低：光效为 75lm/W 的 LED 较同等亮度的白炽灯耗电减少约 80%； （2）寿命长：产品寿命长达 5 万小时，24 小时连续点亮可用 7 年； （3）亮度和色彩的动态控制容易：可实现亮度连续可调，色彩纯度高，可实现色 彩动态变换和数字化控制； （4）外形尺寸灵活：可实现与建筑的有机融合，达到只见光不见灯的效果； （5）环保：无有害金属汞，无红外和紫外线辐射；
2、（6）颜色：鲜艳饱和、纯正，无需滤光镜，可用红绿蓝三色元素调成各种不同的 颜色，可实现多变、逐变、混光效果，显色效果极佳。集这么多优点于一身，更让我们 感受到大力推广使用 LED 是一项很有价值的工作。 因此，我们此次设计大功率 LED 驱动电路就是为了了解 LED 以及驱动的原理，从而 学会制作大功率 LED 驱动电路。而且通过制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规 模集成电路的作用及实用方法。 1 方案论证与选择 大功率 LED 驱动方案现在还不成熟，考虑成本和性能有以下驱动方式， 恒压驱动、 恒流驱动、集成芯片驱动，各自有各自的优缺点。 1.1 恒压驱动 采用阻容降压加上一个稳压二极管
3、稳压的恒压驱动方式给 LED 供电（如图 1.1-1） ， 这样驱动 LED 的方式存在缺陷，主要是效率低，在降压电阻上消耗大量电能，甚至有可 能超过 LED 所消耗的电能，且无法提供大电流驱动，因为电流越大，消耗在降压电阻上 的电能就越大，所以很多产品的 LED 不敢采用并联方式，均采用串联方式降低电流。其 2 次是稳定电压的能力差无法保证通过 LED 电流不超过其正常工作值，设计产品时都会采 用降低 LED 两端电压来供电驱动，这样是以降低 LED 亮度为代价的。采用阻容降压方式 驱动 LED 的亮度不能稳定， 当供电电源电压低时 LED 的亮度变暗， 供电电源电压高时 LED 的亮度变亮
4、些，LED 正向电压的任何变化都会导致 LED 电流的变化。由温度或电压变化 引起的特定压变，导致正向电流降低，正向电压变化 11会导致更大的正向电流变化， 达 30。电流的变化较大，使 LED 的亮度不能恒定，阻容降压方式驱动 LED 的最大优势 是成本低。 图 1.1-1（恒压驱动原理图） 常用的稳压电路，存在稳压精度不够和稳流能力较差的缺点，故不采用。 1.2 恒流驱动 LED 恒流驱动方式，是比较理想的驱动方式，它能避免 LED 正向电压的改变而引起 电流变动， 同时恒定的电流使 LED 的亮度稳定。 因此众多厂家选用恒流方式的 LED 驱动。 1.2.1 双三极管恒流驱动 这种恒流源
5、（如图 1.2.1-1）原理 Ib1、Ib2较小，可忽略。当 Ie2电流增大，Ube1增大， Ic1增大，B 点点位上升，Ube2下降，迫使 Ie2回落。优点是简单易行，而且电流的数值可 以自由控制， 也没有使用特殊的元件， 有利于降低产品的成本。 缺点是不同型号的管子， 其 Ube电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。同时不同的工作 电流下，这个电压也会有一定的波动，不适合精密的恒流需求。 电流数值为：I=Ube/R1 3 图 1.2.1-1（双三极管恒流驱动原理图） 因恒流精确不够，故不采用此方案。 1.2.2 利用 TL431 恒流驱动 TL431 恒流驱动（如图 1.
6、2.2-1） ，电阻 RCL的选择是以设计所需电流和 RCL上的电压 达到 2.5V 为准。三极管根据电路功率大小及管子自身的耗散来确定，当然选用功率大 点的管子比较安全。RCL其实不是负载电阻，而是电压取样电阻。一旦你需要的电流大小 一定，这个阻值就定了，RCL=2.5/IOUT，负载是接三极管的集电极，当电压开始升高时， 流经三极管的偏流电流也增大，从而导致流经 RCL的电流也大幅增大，RCL的电压降也增 大。但一旦 RCL电压升高，TL431 就会动作而使它的阴阳极的电流大幅增加（分流三极管 的偏流电流） ，最终结果是使 RCL的电压回到 2.5V 为止。因为三极管的基极偏流电流大 小是很小的，它的微小变化就会带来其发射极电流的大变化，所以基极电流的变化对恒 流大小的变化可以忽略不计的，所以这样的电路其输出电流几乎不受输入电压的变化影 响，但当输入电压升高 TL431 消耗能量增加，电路效率降低。 CL ref out R V I 4 图 1.2.2-1（TL431 恒流驱动原理图） 此方案恒流精确度稳定，但因工作效率低，故不采用此方案。 1.2.3 利用 LM
