基于DC-DC稳压器的大功率LED恒流驱动设计

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1、基于DC/DC稳压器的大功率LED恒流驱动设计时间:2012-05-2315:13:44来源:维库电子作者:DC/DC开关稳压器内部集成的常见的基准电压有1。23V、1。25V、2。5V和5V等，若按图2所示，设计成恒流源给工作电流为350mA的单颗1W的白光LED供电时，以准电压为Vref=lo23V为例，釆样电阻上的损耗为1。23X0。35二0。4305W,忽略DC/DC变换器及其他损耗，电源的最高效率为：11+0.4305)xl()()轻二69.9%若为工作电流为700mA的单颗3W的白光LED供电时，采样电阻上的损耗则更大。为了降低功耗，提高效率，应该尽量选用小阻值

2、采样电阻，但采用小阻值的采样电阻后，图2屮的反馈电压Vrof变小，输出电流不能达到理想值，为了满足需求，提高电路对输出电流变化进行控制的灵敏度，提高恒流精度，需要增加放大电路对采样信号放大，如图3所示。(6)I/(V>Vd)x(/?1+/?5)}Jp图3改进的DC/DC开关恒流源原理框图当电路进入恒流工作状态时，输出电流lout满足式(3)：(3)一般来说，运算放大器的增益都能做到很大，这样电路中就可以采用很小的采样电阻,从而达到降低损耗、提高效率的目的。假设采样电阻采用0。1Q,同样为工作电流为350mA的单颗1W的白光LED供电时，在采样电阻上的损耗为0。01225W。

3、一般来说，通用的运算放大器的工作电流和最大工作电压分别在1mA和30V左右，加上运算放大器及其附属电路的损耗，增加的电路的总损耗大约0。05W左右，忽略DC/DC变换器及其他损耗，效率最高可达)x1()()%二69.24%效率明显提咼。将式(3)变换得岀:(4)由式(4)可以看出，合理设置电阻Rf、R1和Rs的值，即可获得所需的输出电流值，并能获得理想的效率。3设计实例目前，在市面上可以找到很多价格低廉、性能优良的可调输出的DC/DC单片集成开关稳压器或者控制器，如LM2577-ADJ、LM2596-ADJ、LT1086-ADJ、TL494、MC34063等，LM2596-

4、ADJ若为工作电流为700mA的单颗3W的白光LED供电时，采样电阻上的损耗则更大。为了降低功耗，提高效率，应该尽量选用小阻值采样电阻，但采用小阻值的采样电阻后，图2屮的反馈电压Vrof变小，输出电流不能达到理想值，为了满足需求，提高电路对输出电流变化进行控制的灵敏度，提高恒流精度，需要增加放大电路对采样信号放大，如图3所示。(6)I/(V>Vd)x(/?1+/?5)}Jp图3改进的DC/DC开关恒流源原理框图当电路进入恒流工作状态时，输出电流lout满足式(3)：(3)一般来说，运算放大器的增益都能做到很大，这样电路中就可以采用很小的采样电阻,从而达到降低损耗、提高效率的

5、目的。假设采样电阻采用0。1Q,同样为工作电流为350mA的单颗1W的白光LED供电时，在采样电阻上的损耗为0。01225W。一般来说，通用的运算放大器的工作电流和最大工作电压分别在1mA和30V左右，加上运算放大器及其附属电路的损耗，增加的电路的总损耗大约0。05W左右，忽略DC/DC变换器及其他损耗，效率最高可达)x1()()%二69.24%效率明显提咼。将式(3)变换得岀:(4)由式(4)可以看出，合理设置电阻Rf、R1和Rs的值，即可获得所需的输出电流值，并能获得理想的效率。3设计实例目前，在市面上可以找到很多价格低廉、性能优良的可调输出的DC/DC单片集成开关稳压

6、器或者控制器，如LM2577-ADJ、LM2596-ADJ、LT1086-ADJ、TL494、MC34063等，LM2596-ADJ是LM2596中可调输出电压的电源管理单片集成电路，内部集成固定频率发生电路以及频率补偿电路，最大输出电流可达3A,具有功耗小（待机电流仅80uA）.效率高、过热保护和限流保护功能、很好的线性和负载调节、外I韦I电路简单等特性。图4所示是基于LM2596-ADJ的LED开关恒流稳压电源。图4基于LM2596-ADJ的LED开关恒流稳压电源该电路中，含有电压控制坏路和电流控制坏路两个环路。电压控制坏路由运算放大器U2八、Rl、R5组成，用于控制电

7、源的最大输出电压，其输出电压Voutrfl式（5）表示。(5)式（5）中，Vref=l。23V,VD=0o4V0由式（5）可以看出，改变R1和R5的参数就能改变最大输出电压的值。在LED驱动电路的实际应用中，Vout应高于实际的负载电压，并且负载电压VLoad应满足式（6）,电源才能自动工作于恒流模式。（）D）X（斥1+/?5）(6)电流控制环路rfl运算放大器U2B、R7、R3、C2、R6、R2、C5组成。电源的输出电流lout由式（7）表示。(7)由式（7）看出，改变R2、R6或者R7的值，即可改变输出电流的值