工业控制 | 能源技术 | 汽车电子 | 通信网络 | 安防监控 | 智能电网 | 移动手持 | 无线技术 | 家用电器 | 数字广播 | 消费电子 | 应用软件 | 其他方案

电路设计->光电电路图->LED电路图->高效的LED恒流驱动电路设计

高效的LED恒流驱动电路设计

作者:dolphin时间:2011-05-04

高效的LED恒流驱动电路设计
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)

图 1
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。
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)


图 2
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:基于LM2734的恒流驱动电路。

图4:从采样电阻直接获取反馈电压的设计。

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。



评论

技术专区