LED恒流源课程设计 下载本文

所I与镇流电阻R成反比;当电源电压U上升时,R能限制I的过量增长,使I不超出 LED的允许范围。此电路的优点是简单,成本低;缺点是电流稳定度不高;电阻发热消耗功率,导致用电效率低,仅适用小功率LED范围,所以不选择此方案。

(2) 恒压驱动:就是保持LED两端的电压不变,因为每种颜色的LED

的电压都不一样,所以很少用恒压的方式来驱动LED。 (3) 恒流驱动:顾名思义就是保持LED的电流一直不变,让LED在

恒定的电流的条件下工作。由于大功率LED是低压、大电流的驱动器件,当LED电压变化很少时,电流变化很大。LED发光强度由流过LED的电流决定,电流过强会引起LED的衰减,电流过若会影响LED的发光强度,因此LED得驱动需要提供横流电源,以保证大功率LED的使用安全性。同时达到理想的发光强度。如果采用恒压方式驱动,LED正向电压的任何变化都会导致LED电流变化。由温度或电压变化引起的特定变压,导致正向电流的降低,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。所以一般都会选用恒流驱动IC。

四、 恒流驱动方式电路

LED驱动电路除了要满足安全要求外,还应具备两个基本功能:一是尽可能保持恒流特性,又使其在电源电压发生变动时,仍应能保持输出的电流在一定范围内变动;二是应该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。随着更新一代大功率LED所需的驱动电流的增加,需更多的考虑到LED本身和电流驱动电路散热管理和功耗等问题。本设计框图如下所示:

(1) 适配器的选择:

本设计是将220V市电转化为LED所需的适合电压,通过适当的电路转化成为恒流源后来驱动LED。本电路是采用3个1W的LED串联来实现3W的。一般1WLED的工作电流为350mA,故采用输出12V大于350mA的变压器来转换。通过相应的电路转换,可达到适合LED所需要的电流电压。 五、 芯片选择与介绍

由于本设计是采用恒流源驱动,故采用目前应用较为广泛,廉价且性能比较稳定的驱动芯片PT4115。

PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源,它具有较宽的直流8V到30V输入电压范围,击穿电压>45V,输出

200mA--1200mA恒定直流,可满足驱动点亮1-7颗串联的大功率LED或N颗串并联的小功率LED,驱动恒流大小可按应用方案设定。

PT4115的性能特征

● 大电流,小封装,高亮度的LED驱动芯片

● 宽电压输入,输入电压为6-30V ● 输出恒定电流最大可达1.2A

● 极少的外围电路个数,总计不超过五颗 ● DC电压或PWM控制亮度变化 ● 高达1MHZ的开关频率 ● 输出电流精度可达+-5% ● 效率高达97%

● 内部具有开路保护功能

● 广泛应用于MR-16等产品上,最大输出功率可达20W 管脚1:SW,功率开关的漏端; 管脚2:GND,信号和功率;

管脚3:DIM,开关使能、模拟和PWM调光;

管脚4:CSN,电流采样段,采样电阻接在CSN和VIN端之间; 管脚5:VIN,电源输入端,必须就近接旁路电容。

六、 设计原理图

七、 原理图器件说明

D1—D4组成单相桥式整流电路,将交流变成直流,即不管输出的是直流还是交流,经过这个整流桥之后输出都为直流,给驱动芯片PT4115输入稳定的直流,保证电路正常工作,桥式整流采用二极SS110。 C1是滤波电容,把脉冲直流变换成平滑的直流。选用电解电容型号为220uF/25V。

RS是取样电阻,控制PT4115输出电流的大小,它决定恒流源的绝对精度。R的组织与负载电流有关,一般用下面公式计算:

由于负载是三个串联的1WLED,额定功率为350mA,则采样电阻R的

大小为:

L是整流电感,是这个电路中的关键元件,功能是把100KHz的脉冲电流变成三角波电流,L的电感量会影响工作电压范围内恒流源的稳定性。因为PT4115的设计是最佳工作频率在1MHz以下,电感量大小会影响