LED驱动电路设计课程__第2章课件.ppt

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1、第2章实用LED驱动电路设计详解2.1最简单的驱动电路什么电路最简单？什么电路LED驱动电路最简单、控制IC最容易买到？这是LED应用时必须要考虑的，也是LED驱动电路设计者必须考虑的。LED照明是用来替代白炽灯照明的，因此LED驱动电路要尽可能的低廉方能与白炽灯相竞争，LED驱动电路的最基本的功能就是控制LED在不同的结温条件下保持所流过的电流在安全范围内。首先，在直流供电电源的LED驱动器中，最简单的电路就是：如果LED的工作电压与电池电压相近，可以直接用电池驱动LED，这是最简单的LED驱动的实现方式，无需任何其它元件；如果LED电压与电源电压相

2、差稍大，无法用电源直接驱动LED时，利用电阻限制LED的电流，实现LED在规定的电流范围内工作。2.2LED串联电阻方式LED串联电阻方式的电路如图：从电路的简洁性角度考虑，多一个电阻就比没有电阻麻烦，那么LED为什么要串联电阻？从理论上说，任何一个电源都不能够与LED工作电压相匹配，其原因是LED的工作电压随LED的工作结温变化，随着结温的升高，在相同工作电流条件下LED的工作电压随结温的上升而降低，特别是大功率LED的工作结温相对很高，工作电压会变化很大，如果用恒定的电压源驱动LED就会出现刚开始工作电流很低，也可能工作电流由于驱动电压不足永远不会

3、达到额定电流，于是亮度非常暗，如图2.2中的虚线1对应的A点的工作状态；另一种情况就是开始的工作电流就达到LED的额定电流，于是在工作电压和额定电流的共同作用下，LED的结温迅速上升，在相同的电压驱动下，LED的工作电流随之上升，使得LED工作结温进一步上升，功率也随之增加。2.2LED串联电阻方式定电压状态下不同结温的LED电流右边的曲线为室温状态下的LED结温，左边的曲线是高结温时的特性曲线。2.2LED串联电阻方式如果在正常结温状态下，LED的工作电流为正常工作电流，对应的工作电压如图2.2的虚线2，其工作点为C点，随着LED的持续点亮，作用在L

4、ED的功率会使LED结温升高。随着LED结温的升高，LED的特性曲线会左移，如图2.2中的左边的特性曲线。这时，在定电压下的LED的工作电就会转移到D点。很显然D点的工作电流明显的大于C点的工作电流。这种恶性的正反馈循环下去会过早的导致LED的损坏。因此在驱动LED时要限制其工作电流，这就是为什么要串联电阻的最简单的原因。2.2LED串联电阻方式利用电阻的限流特性来限制LED的电流将LED与电阻串联后接到电压源后可以利用电阻的限流特性来限制LED的电流。如图：图中分别选用3.6V/6.8Ω、4V/20Ω、5V/56Ω、6V/82Ω的电源电压和限流电阻。

5、在3.6V/6.8Ω条件下，高温时的LED电流从常温时的30mA上升到高结温时的约45mA，明显低于3.4V定电压驱动的65mA；选用4V/20Ω的工作条件，在高结温条件下LED电流低于40mA，高结温状态的电流又进一步降低；如果选用5V/56Ω电源电压和限流电阻，则LED在高结温时的电流降低到35mA以下；采用6V/82Ω的电源电压和限流电阻，LED电流降低到约33mA。在相同的结温、不同的电源电压条件下，LED的电流也会随电源电压的变化而剧烈变化。2.2LED串联电阻方式不同电源电压时LED的电流图中显示，当电源电压从3.4V上升到3.6V时（电源

6、电压变化+5.88%），对应的LED工作点从A点转移到C点。电流从3.4V的30mA上升到3.6V的67mA；4V电源电压用20Ω电阻限流，在相同的电源电压变化情况下对应电源电压从4.0V上升到4.24V，由于限流电阻的作用，在电源电压上升5.88%时的LED电流仅上升到约38mA。2.2LED串联电阻方式从以上两个例子可以看到，通过串联电阻可以有效地减小LED因结温变化和电源电压变化造成的LED电流的变化。这种抑制LED电流变化的也需要付出代价，这就是需要将电源电压升高。上图的例子就是将电压提高25%，也就是说电源电压中有20%消耗在电阻上，这对于电

7、流不大的LED驱动使可以这样做的，其原因很简单，串联一个电阻远比采用一个DC/DC变换器简单得多。所以经常会看到采用12V供电的白光LED驱动常采用3个白光LED串联，再串联一个约100Ω/0.125W电阻就可以很好的使LED获得约20mA的驱动电流。为了尽可能的提高电源利用率，与LED串联的电阻的电压降可以选择为整个电源电压的20%。但是，如果这个12V是电池电压，则3个白光LED串联可能会在电池电压最低时（如10V）电流变得非常低，如果要考虑这种情况就只能用2只白光LED串联，再串联150Ω电阻。另一个常见的例子就是用5V电源电压驱动单只白光LED

8、，如应用电脑的USB接口的5V电源电压带动白光LED。可以采用LED与82~100Ω电阻串联驱