本文章基于實踐經驗,提供嚴謹可靠的設計原理及思路。
高品質的LED照明采用的是恒流驅動,其中效率最高的是用開關電源芯片做的恒流驅動。效率通常可達90%以上;電路比阻容降壓復雜很多,決定了其成本比較高。
LED恒流驅動電路的輸入電源必須為直流電,圖1和圖2提供了兩種交流轉直流的方法。
圖1:利用變壓器+整流得到低壓直流
圖2:利用開關電源得到低壓直流
本期以LM3409芯片為例講解LED恒流驅動的設計,在LM3409的數據手冊里沒有單燈珠的例子;因為產品需要,于是設計出如圖3所示的單燈珠(3A/10W)的恒流驅動電路。MOS管采用的是P溝道的。
圖3:基于LM3409的LED恒流驅動電路
圖4、圖5、圖6為完整的計算過程。
圖4
圖5
圖6
圖7:實物調試
芯片外圍電路的設計離不開圖芯片的框圖,如圖8為LM3409芯片的框圖,框圖幾乎包含了芯片的功能應用,對框圖的理解有助于電路的設計。
①芯片的電源接口是VIN,經過線性降壓到VCC,該壓差給MOS管驅動電路供電,所以VIN、VCC間需要加個電容;
②EN輸入內部是一個觸發器,高電平有效,所以需要加一個下拉電阻;
③UVLO輸入內部是一個比較器,UVLO外圍電阻分壓與參考電壓1.24V比較,低于1.24V就關閉PGATE輸出;
④CSP和CSN的輸入內部是一個運放,檢測流過MOS管的電流,所以兩端接檢流電阻;
⑤IADJ的輸入內部提供一個5μA的恒流源,且最高允許1.24V,所以外圍電阻的阻值最高1.24V/5μA=248kΩ,取250kΩ。該電阻越大,流過MOS管的電流就越大;
⑥COFF的輸入內部是一個振蕩器,振蕩頻率由COFF端的電阻電容充放電時間決定。
圖8:LM3409芯片框圖
圖9是帶銅基板的LED燈珠,銅基板必須安裝在散熱器上(涂上導熱硅脂)。
圖9:3A/10W的LED燈珠
如果是串聯多燈珠的應用,請參考LM3409芯片的數據手冊,可以實現高流明的LED照明燈。
當然,開關電源方式的LED恒流驅動芯片有很多,但原理都一樣,掌握其中一種即可。該類應用的LED照明在性能、質量和安全性上都很突出,但價格比較昂貴。重要的是買LED照明燈的時候不要被忽悠。
簡單的辨別方法是打開手機照相功能,并對著燈,如果手機出現屏閃,那么該LED照明燈不是恒流驅動的。
原文標題:LED恒流驅動設計不簡單,貴有貴道理的,如何簡單辨別真偽?
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