建筑LED与室内LED的驱动电路

作者：On Semiconductor公司Steve Sheard

LED效率高于白炽灯，寿命长100倍，但它们需要专门的电子驱动电路，以避免出现过载的情况。主要的工作参数相对简单：保持通过LED电流的恒定，并低于规定的最大值。

传统电源都有精准的电压输出，但电流是变化的。将LED串接一只电阻可以控制电流。这种设计假定了LED上的已知电压不会随LED的温度而变化。不幸的是，LED的正向电压实际上会随温度而改变。LED制造商通常按正向电压对自己的器件作筛选分类，让灯具制造商制造的产品在一个固定温度下满足这个正向电压。LED制造商采用未经筛选的LED做电路可以节省时间，并获得廉价的LED。LED还有负的正向电压-温度系数，使驱动电路进入热击穿状态，因此要求设计者在电路设计中采取保护措施。

驱动LED的理想方案是，电路能监控电流并保持其恒定。LED的正向电压不会影响这种电路的类型，因此无需LED筛选工作，也不受LED负的正向电压-温度系数的影响。这些电路可以是复杂的开关稳压器，或带反馈回路的简单线性稳压器。对于光输出较高的应用(如路灯)，复杂的开关稳压器是理想选择。

经济而耐用的简单混合式电路可用于建筑与室内照明用具。这些电路设计的效率可能低于复杂的开关稳压器，但它们有低成本和简单的优势，因此具有吸引力。这些电路可用于50Hz或60Hz的85V~265V所有交流电压。



图1的电路包括一个桥、一个斩波器，以及一个电流调节器。全波桥包括二极管D1、D2、D3和D4，其输出送入斩波电路。MOSFET管Q2立即导通，电容C1开始充电。

电阻R1与R2构成一个分压器。当D5负极的电压达到43.5V时，齐纳二极管导通，使Q1导通，从而将Q2的栅极拉低，使其关断。二极管D6用于保护Q2的栅极。

C1上的电压稳定在80V~90V。C1上的电荷供给CCR(恒流调节器)与LED串。本电路实例中有22只LED。CCR将LED串上通过的电流保持在20mA。电路包含了与LED串联的电阻R4，用于测量通过LED串的电流。



图2显示了在输入电压为150V 交流时，不同周期部分的电压。轨迹1是桥式整流电路的输出。轨迹2是C1上的电压，即斩波电路的输出。轨迹3是电流检测电阻上的电压。这些轨迹清楚地表明，当桥的输出电压增加到80V以上时，斩波电路切换，限制了加在调节电路上的电压。图3显示了输入电压为85V交流时的电压。

示波器轨迹表明仍有足够的设计余量，Q1可停留一个更长的周期，此期间C1满充。当输入电压跌至54V交流时，通过LED的电流开始下降。

图4显示的是输入电压为265V交流时电路的工作情况。轨迹1表明，由于其输入电压高，Q1导通时间短。而轨迹2则显示仍保持有充足的能量给Q1充电，在关断周期内也能维持通过LED的电流。

本电路可以做缩放。以适应于不同的LED阵列。CCR现有标称电流高达160mA的型号。如需更高电流，可以将CCR并联。C1、R1和R2的值要配合LED的型号与数量。