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小编推荐:LED照明电源次级恒流电路方案总结

发布时间:2024-05-18 发布时间:
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导语:书山有路勤为径,学海无涯苦作舟。这是学院派的教诲,也适用社会行业知识学习。电源行业知识高深,技术窍 门更是难以管中窥豹,自此勤勤恳恳,孜孜不倦俨然成为入行或已入行人士的学习态度,在电源网论坛待得久的网友知道,论坛大侠无处不在,时而冒出的行业知识 总结和经典设计,更是难以获得的绝佳学习机会,鉴于论坛好帖被网友多次顶起与看好,小编决定向大侠学习,每日一课,整理大侠经典之帖,让大侠的经典更远流 传,让行业的知识更深传达,工程师们,开始孜孜不倦吧!

LED电源次级恒流方案总结,来自大侠“心中有冰”的精华帖。----小编语



随着LED照明现在越来越热,作为LED的生命支柱--LED驱动电源也越来越受到人们的关注。

人说LED电源是个特殊的电源,跟普通电源有很大的不同,所以做LED电源要找专业的LED电源工程师。这种说法给LED电源蒙上了一层神秘的面纱,但作为做电源的专业人士,都知道LED电源其实没什么特别,其特点就是需要恒流限压,况且长期工作在满载情况下,所以对效率的要求比较高,有些电源由于结构尺寸的限制,对高度也有要求。

下面我就试着就目前中小功率的LED照明电源,谈谈次级恒流的一些常见的方法来一个总结,不一定很全面,也不一定很深入,不过总算能对一些初入行的工程师有些帮助。

毫不夸张的说,LED驱动电源将直接决定LED灯的可靠性与寿命;作为电源工程师,我们知道LED的特性需要恒流驱动,才能保证其亮度的均匀,长期可靠的发光。

我们先来谈谈比较流行的TL431的几种恒流方式。

1、 单个TL431恒流电路

如上图,即是利用单个TL431恒流的示意图

原理:

此电路非常简单,利用了431的2.495V的基准来做恒流,同样限制了LED上面的压降,但优点与缺点同样明显。

优点:

电路简单,元器件少,成本低,因为TL431的基准电压精度高,R12,T13只要采高精度电阻,恒流精度比较高

缺点:

由于TL431是2.5V基准,故恒流取样电路的损耗极大,不适合做输出电流过大的电源

此电路的致命缺陷是不能空载,故不适合做外置式的LED电源

怎样改进缺陷,接下来继续贴出改进型电路。

这个电路的恒流点计算相信大家都知道:ID=2.495/(R12//R13)

取样电阻R12,R13的功率为PR=2.495*2.495/R13),对于小功率电源来说,这个功率的损耗相当可观,所以不建议采用此电路做电流大于200mA的产品


2、单个TL431恒流改进型电路

如上图,即是利用单个TL431恒流的改进型示意图

原理:此电路同样是利用了TL431的2.495V的基准来做恒流,跟上面的电路不同点在于减少了电流取样电路的电压,只要合计设计R12,R13,R14的值,可以限制LED上面的压降

优点:

电路简单,元器件少,成本低,跟上面电路相比,显著降低了取样电阻的功耗,恒流精度很高,克服了上面的电路不能空载的致命缺陷,当有个别LED击穿时,可以自动调整输出电压

缺点:

当输出空载时,输出电压会有上升,上升幅度由电流取样电路电阻与R12,R13的比值决定

(网友 chunrol补充)这个电路的优点和缺点:

优点:当LED的数量是一定不变时,楼主说的优点就成立了。

缺点:当LED的数量有一个范围的时候,缺点就出现了。输出电流每增加或减少LED都会有所不同.

(心中有冰 补充)当单个LED的压降一致性不高时,恒流点也会相应发生变化。

比如最常见的12串的LED灯,最低压降为35.5V左右,最高回到37.4V左右(个人的经验,当然不同厂家的情况会不一样),那么恒流精度就会相差到5%-8%


3、两个TL431恒流电路

U4与U3的参考位置一致,当LED正常工作时,U3 PIN1、U4 Pin1 、 U4 Pin2都是2.5V,但由于ZD2設計在OVP点,所以不导通,有电压没电流。

当LED开路成为空载,因U3 PIN1低于2.5V,所以U3 PIN2 OPEN, 初级IC将马力全开,呈OVP方式开高压输出,但因为此时U4 PIN1 、 PIN 2电压也低于2.5V,导致ZD2导通,可拉住OVP现象,但是全部电流与功率将往ZD2-R17-U4,再则U4也Open,所以往R18下来,顶上了U3 PIN1,又形成了恒压模式。

4、3个TL431恒流电路

其实这个电路是在23楼的电路基础上增加了一个恒压电路而已


讨论三极管恒流方案

先上个图

此图原理是通过改变三极管的IB电流来控制LED中的电流,同样存在损耗大的缺点,还有一个作用,在短路时,没有这个二极管很容易引起炸机的

继续三极管恒流电路探讨,看图一:

电路简单可靠,成本较低是最大的优点

恒流精度不高,温飘严重是最大的缺点

上图的改进型电路,看图二:

从本质上来说,图二与图一的电路差不多,都具有温度补偿功能,但图一的电路的突出特点就是能够补偿电路电压的突然跌落,但对于负载固定的LED电源来说,输出电压跌落的几率有几何?图二的电路,电流取样电阻损耗较小,且具有温度补偿功能。

温度补偿:

从微观上来讲,就是说半导体随着温度的变化,其内部多子的迁移速度与少子的漂移速度也会相应的发生变化

从宏观上来讲,就是说PN结的压降会随着温度变化而发生变化


上图电路,良好的温度补偿与恒流特性是最大的优点,保护功能齐全,缺点是分立元件多,成本稍高,可靠性不如集成的恒流电路

LM358恒流电路:

此电路的优点是电路相对比较简单,恒流精度极高,不受温度影响,成本较低,是目前大部分厂家使用的经典电路。



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