LED 比白熾燈更高效,使用壽命延長 100 倍,但它們需要專門的電子驅動電路來避免過壓情況。主要操作參數相對簡單:保持通過 LED 的電流恒定并低于指定的最大值。
傳統電源具有隨著電流變化的精確電壓輸出。與LED 串串聯的電阻控制電流。這種設計假定 LED 兩端的電壓已知,該電壓不隨 LED 溫度的變化而變化。不幸的是,LED 的正向電壓確實會隨溫度而變化。LED 制造商通常通過正向電壓對他們的設備進行分級,從而允許照明制造商構建照明燈具以在固定溫度下匹配該正向電壓。使用未裝箱 LED 的電路可以節(jié)省 LED 制造商的時間并生產出更便宜的 LED。LED 還具有負正向電壓溫度系數,可能導致驅動電路進入熱失控狀態(tài),需要設計人員在設計中加入安全措施
驅動LED 的理想方法是電路監(jiān)控電流并使其保持恒定。LED 的正向電壓不會影響這種類型的電路,因此無需分檔以及 LED 的負正向電壓-溫度系數的影響。這些電路可以是復雜的開關穩(wěn)壓器或帶有反饋回路的簡單線性穩(wěn)壓器。復雜的開關穩(wěn)壓器非常適合路燈等高光輸出應用。
簡單、經濟且堅固的混合電路可用于建筑和室內照明設備。這些電路的設計效率可能低于復雜的開關穩(wěn)壓器,但它們的低成本和簡單性使其具有吸引力。這些電路在50 或 60 Hz 的 85 至 265V ac 的完整通用電壓規(guī)格下運行。
圖1中的電路 包括一個電橋、一個斬波器和一個電流調節(jié)器。包括二極管D 1、D 2、D 3和D 4的全波橋饋入斬波電路。MOSFET Q 2 立即開啟,電容器C 1 開始充電。
圖1 該電路在全球范圍內的交流電源電壓范圍內以恒定電流驅動一串 LED。
電阻器R 1 和R 2 形成分壓器。當D 5的陰極電壓達到43.5V 時,齊納二極管導通并導通Q 1 ,從而將Q 2的柵極 拉低,使其關斷。二極管 D 6 保護 Q 2的柵極。
C 1兩端的電壓 保持在 80 至 90V。C 1上的電荷 為 CCR(恒流調節(jié)器)和 LED 串供電。該電路示例有 22 個 LED。CCR 將通過 LED 串的電流保持在 20 mA。該電路包括與 LED 串聯的電阻器 R 4,用于測量通過LED 串的電流。
圖2 顯示了輸入電壓為 150V ac 時周期不同部分的電壓。跡線 1 是橋式整流電路的輸出。跡線2 是 C 1兩端的電壓,斬波電路的輸出。跡線3 是電流檢測電阻上的電壓。跡線清楚地表明,當來自電橋的電壓增加到超過 80V 時,斬波器電路切換并限制施加到穩(wěn)壓器電路的電壓。圖3 顯示了輸入電壓為 85V ac 時的電壓。
圖2 當來自電橋的電壓增加到超過 80V 時,斬波器電路切換并限制施加到穩(wěn)壓器電路的電壓。
圖3 在 85V 交流電壓下,電路通過將 Q 1保持更長的時間繼續(xù)工作。
示波器跡線顯示仍有足夠的設計余量,Q 1 保持較長時間,在此期間 C 1 充滿電。在通過 LED 的電流開始下降之前,輸入電壓下降到 54V ac。
圖4 顯示了在 265V ac 輸入電壓下的電路操作。跡線 1 表明,由于其高輸入電壓,Q 1導通時間很短。然而,跡線2 顯示仍有足夠的能量為 Q 1充電并在關斷周期內維持通過LED 的電流。
圖4在265V 交流電壓下,電路有足夠的能量 在關斷周期 內保持 C 1充電。
您可以擴展此電路以使用不同的LED 陣列進行操作。CCR 可提供高達 160 mA 的額定電流。對于更高的電流,您可以將 CCR 并聯。C 1、R 1和R 2 的值與LED 的類型和數量相匹配。