led驱动电源的设计 毕业设计

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1、LED驱动电源的设计前言大功率LED特点及与其他光源比较LED被称为“绿色光源”当之无愧。在照明行业中，将其与传统光源比较分析，某些方面表现出难以替代的优点：LED作为光源用于照明具有以下点：（1）耗电量低：光效为75lm/W的LED较同等亮度的白炽灯耗电减少约80%；（2）寿命长：产品寿命长达5万小时，24小时连续点亮可用7年；（3）亮度和色彩的动态控制容易：可实现亮度连续可调，色彩纯度高，可实现色彩动态变换和数字化控制；（4）外形尺寸灵活：可实现与建筑的有机融合，达到只见光不见灯的效果；（5）环保：无有害金属汞，无红外和紫外线辐射；（6）颜色：鲜艳饱和、纯正，无需滤光镜，可用红绿蓝三色元素

2、调成各种不同的颜色，可实现多变、逐变、混光效果，显色效果极佳。集这么多优点于一身，更让我们感受到大力推广使用LED是一项很有价值的工作。因此，我们此次设计大功率LED驱动电路就是为了了解LED以及驱动的原理，从而学会制作大功率LED驱动电路。而且通过制作进一步的了解各种在制作中用到的中小规模集成电路的作用及实用方法。1方案论证与选择大功率LED驱动方案现在还不成熟，考虑成本和性能有以下驱动方式，恒压驱动、恒流驱动、集成芯片驱动，各自有各自的优缺点。1.1恒压驱动采用阻容降压加上一个稳压二极管稳压的恒压驱动方式给LED供电（如图1.1-1），这样驱动LED的方式存在缺陷，主要是效率低，在降压电阻

3、上消耗大量电能，甚至有可能超过LED所消耗的电能，且无法提供大电流驱动，因为电流越大，消耗在降压电阻上的电能就越大，所以很多产品的LED14不敢采用并联方式，均采用串联方式降低电流。其次是稳定电压的能力差无法保证通过LED电流不超过其正常工作值，设计产品时都会采用降低LED两端电压来供电驱动，这样是以降低LED亮度为代价的。采用阻容降压方式驱动LED的亮度不能稳定，当供电电源电压低时LED的亮度变暗，供电电源电压高时LED的亮度变亮些，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

4、变化较大，使LED的亮度不能恒定，阻容降压方式驱动LED的最大优势是成本低。图1.1-1（恒压驱动原理图）常用的稳压电路，存在稳压精度不够和稳流能力较差的缺点，故不采用。1.2恒流驱动LED恒流驱动方式，是比较理想的驱动方式，它能避免LED正向电压的改变而引起电流变动，同时恒定的电流使LED的亮度稳定。因此众多厂家选用恒流方式的LED驱动。1.2.1双三极管恒流驱动这种恒流源（如图1.2.1-1）原理Ib1、Ib2较小，可忽略。当Ie2电流增大，Ube1增大，Ic1增大，B点点位上升，Ube2下降，迫使Ie2回落。优点是简单易行，而且电流的数值可以自由控制，也没有使用特殊的元件，有利于降低产品

5、的成本。缺点是不同型号的管子，其Ube电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。同时不同的工作电流下，这个电压也会有一定的波动，不适合精密的恒流需求。电流数值为：I=Ube/R114图1.2.1-1（双三极管恒流驱动原理图）因恒流精确不够，故不采用此方案。1.2.2利用TL431恒流驱动TL431恒流驱动（如图1.2.2-1），电阻RCL的选择是以设计所需电流和RCL上的电压达到2.5V为准。三极管根据电路功率大小及管子自身的耗散来确定，当然选用功率大点的管子比较安全。RCL其实不是负载电阻，而是电压取样电阻。一旦你需要的电流大小一定，这个阻值就定了，RCL=2.5/IOUT，负

6、载是接三极管的集电极，当电压开始升高时，流经三极管的偏流电流也增大，从而导致流经RCL的电流也大幅增大，RCL的电压降也增大。但一旦RCL电压升高，TL431就会动作而使它的阴阳极的电流大幅增加（分流三极管的偏流电流），最终结果是使RCL的电压回到2.5V为止。因为三极管的基极偏流电流大小是很小的，它的微小变化就会带来其发射极电流的大变化，所以基极电流的变化对恒流大小的变化可以忽略不计的，所以这样的电路其输出电流几乎不受输入电压的变化影响，但当输入电压升高TL431消耗能量增加，电路效率降低。14图1.2.2-1（TL431恒流驱动原理图）此方案恒流精确度稳定，但因工作效率低，故不采用此方案。

7、1.2.3利用LM317恒流驱动输出电流IO=Vref/R+Iadj，式中Vref是基准电压，为1.25V，Iadj是从调整端流出的电流，通常小于50µA,虽然Iadj也随Vi的环境变化而变化，且也是IO的一部分，但与IO相比，可忽略不计，恒流精度准确，效率高（如图1.2.3-1）。图1.2.3-1（LM317做恒流驱动原理图）但由于不够集成化，不采用此方案。1.3集成芯片驱动1.3.1LT111