大功率LED的驱动电路设计

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1、《综合课程设计》课程报告姓名：韩阳学号：2006146223专业：光信息科学与技术任课教师：王习东成绩：三峡大学理学院物理系2009年1月05日大功率LED的驱动电路设计摘要：LED（lightemittingdiode）即发光二极管，是一种用途非常广泛的固体发光光源，一种可以将电能转化为光能的电子器件。由于LED具有节能、环保、使用寿命非常长，LED元件的体积非常小，LED的发出的光线能量集中度很高，LED的发光指向性非常强，LED使用低压直流电即可驱动，显色性高（不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。而且随着LED研发技术的不断

2、突破，高亮度、超高亮度、大功率的LED相继问世，特别是白光LED的发光效率已经超过了常用的白炽灯，正朝着常照明应用的方向发展，大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路，并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED恒流驱动解决方案。该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。。关键词：大功率LED；驱动电路；恒流驱动芯片PT4115一、LED主要性能指标：1）LED的颜色：目前LED的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色；2）LED的电流：一般小功率的LED的正向极限电流多在20mA

3、。但大功率LED的功率至少在1W以上，目前比较常见的有1W、3W、5W、8W和10W。1WLED的额定电流为350mA,3WLED的750mA。3）LED的正向电压：LED的正极接电源正极,负极接电源负极。一般1W的大功率LED的正向电压为3.5V~3.8V。4）LED的反向电压：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏　LED发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，单位为坎德拉（cd）。5）LED光通量：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。单位为流明(lm)。如1W大功率LED的光通量一般为60~80LM。6）L

4、ED光照度：1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度.，单位为勒克斯(lx)。7）LED显色性：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度。8）LED的使用寿命：LED一般可以使用50,000小时以上。9）LED发光角度：二极管发光角度也就是其光线散射角度，主要靠二极管生产时加散射剂来控制。二、大功率LED的驱动方式：LED驱动简单的来讲就是给LED提供正常工作条件(包括电压,电流等条件)的一种电路,也是LED能工作必不可少的条件,好的驱动电路还能随时保护LED，避免LED被损坏。LED驱动通常分为以下三种方式：(1)镇流电阻驱动：就是简单的的在LED的回路中串

5、接电阻,通过调节电阻的阻值,可以改变LED的驱动电流.。LED的工作电流为：所以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，仅适用于小功率LED范围，所以不选这种方案。(2)恒压驱动：就是保持LED两端的电压不变，因为每一种颜色的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：顾名思异就是保持LED的电流一直不变,让LED在恒定电流的条件下工作。由于大功率LED是低电压、大电流的驱动器件，当LED电压变化很少时，电流变化很大。LED发光的

6、强度由流过LED的电流决定，电流过强会引起LED的衰减，电流过弱会影响LED的发光强度，因此LED的驱动需要提供恒流电源，以保证大功率LED使用的安全性，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电流的变化。由温度或电压变化引起的特定压变，导致正向电流降低，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。所以一般都选择恒流驱动IC。三、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的变动时，仍应能保持输出的电流在的范围内变动；二是应保

7、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，要更多的考虑到LED本身和电流驱动电路的散热管理和功耗等问题。本设计框图如下所示：3个1WLED串联恒流驱动芯片适配器降压市电(AC220V)（1）适配器的选择：本设计首先要将高压的交流电变换成低压的直流恒流源，然后经过驱动芯片输出恒流才能点亮LED光源。最经济有效的方法降压和进行交直流变换是使用当今便携