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大功率恒流LED驱动电源方案分享之电路设计
在上周周五的文章中，我们针对一种大功率LED驱动电源方案的设计原理进行了详细介绍，并对这一LED电源的PFC电路设计方案进行了简析。
今天我们将会继续就这一大功率恒流LED驱动电源方案展开分享，并针对该方案中的电路设计部分进行重点阐述和介绍。
调光电路设计
相信通过上周周五的恒流LED电源设计原理介绍，大家应该都非常清楚，这一方案主要采用PWM调光的方式来对驱动电源调光电路进行设计。
因此，在这一设计的基础上，我们对驱动电路进行了简要的改动设计。
下图中，图1是LED驱动电路的结构简图，我们所设计的这一驱动电源在输出端做出了如下图图2所示的改动，即是在输出端LED的灯串中串联一个开关管，通过控制开关管的导通和关断来改变平均输出电流。
从图2所展示的这种大功率恒流LED电源的调光电路图中可以看到，在这一电路系统的设计中，我们选择将NCS1002的Vcc端与V3相连，并将CON2端为输入PWM信号端口。
采用该种设计的特点和缺陷非常明显，当输入PWM信号为低电平时，三极管V5的集电极与发射极截止，V3的栅源两端电压为Vcc，约为14V，V3处于导通状态，LED正常发光。
而当输入信号为高电平时，V5的集电极与发射极导通，V3的栅源两端电压被拉低，V3截止，LED不发光。
考虑到输出端被断开时，采样电阻上不产生电压，为瞬间的开路状态。
图1 LED驱动电路结构简图。
《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<light emitting diode）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。
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的额定功率为350mA ,3W LED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）。
大功率LD的线性驱动电路摘要: 介绍了一种大功率LD的线性驱动电路，该恒流源电路采用功率MOSFET作电流控制元件,运用负反馈原理稳定输出电流，正向电流0-10A连续可调，纹波峰值10mV，输出电流的短期稳定度达到1 ×10 - 5，具有限流保护，防浪涌冲击，缓启动的功能。
实际应用在一掺Yb光纤激光器的泵浦中，结果表明该驱动电路工作安全可靠。
Abstract:This paper introduces a power driving circuit for LD. It adopts power mosfet as adjust device and current negative feedback to ensure costant current driving with a adjustable forward current 0-10A range and ripple of less than 10mV. This circuit also owns functions of maximum current limitation and slow start.it get application as pump source for a Yb doped optic fiber laser and experimental result prove its operation is reliable and safe.关键词: LD; 驱动电路; 功率MOSFET1.引言：半导体LD激光器具有高单色性、高相干性、高方向性和准直性的特点,还具有尺寸小、重量轻、低电压驱动、直接调制等优良特性,广泛地应用于国防、科研、医疗、光通信等领域[1]。
LD是一种高功率密度并具有极高量子效率的器件,微小的电流将导致光功率输出变化和器件参数(如激射波长,噪声性能,模式跳动)的变化,驱动电路的目的是为LD提供一个干净的稳恒电流，线性恒流源方式电路结构简单，元器件少，无高频开关噪音干扰，缺点在于mosfet工作于线性区，热损耗较大，实际使用时须选择合适的mosfet以减小热损耗。
LED节能灯的驱动电源电路图LED电源电路大多是由开关电源电路+反馈电路这样的形式构成，反馈电路从负载处取样后对开关电路进行脉冲的占空比调整或频率调整，以达到控制开关电路输出的目的。
LED手电筒驱动电路原理图市场上出现一种廉价的LED手电筒，这种手电前端为5～8个高亮度发光管，使用1～2节电池。
由于使用超高亮度发光管的原因，发光效率很高，工作电流比较小，实测使用一节五号电池5头电筒，电流只有100mA左右。
非常省电。
如果使用大容量充电电池，可以连续使用十几个小时，笔者就买了一个。
从前端拆开后，根据实物绘制了电路图，如图所示。
LED手电筒驱动电路工作原理：接通电源后，VT1因R1接负极，而c1两端电压不能突变。
VT1(b)极电位低于e极，VT1导通，VT2(b)极有电流流入，VT2也导通，电流从电源正极经L、VT2(c)极到e极，流回电源负极，电源对L充电，L储存能量，L上的自感电动势为左正右负。
经c1的反馈作用，VT1基极电位比发射极电位更低，VT1进入深度饱和状态，同时VT2也进入深度饱和状态，即Ib>Ic/β(β为放大倍数)。
随着电源对c1的充电，C1两端电压逐渐升高，即V TI(b)极电位逐渐上升，Ib1逐渐减小，当I b1<=Ic1/β时，VT1退出饱和区，VT2也退出饱和区，对L的充电电流减小。
此时．L上的自感电动势变为左负右正，经c1反馈作用。
VT1基极电位进一步上升，VT1迅速截止，VT2也截止，L上储存的能量释放，发光管上的电源电压加到L上产生了自感电动势，达到升压的目的。
此电压足以使LED发光。
LED：是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。
通常叫发光二极管，英文名Light Emitting Diode，简称LED。
LED节能灯电路原理电路图LED节能灯电路原理电路图8 W LED 驱动应用电路示意图(输入电压为85 至264 V)图1 显示的是NCP1015 在隔离型1 W-8 W 范围AC-DC LED照明应用的电路示意图。
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浙江大学电气工程学院硕士学位论文一种恒流型DC-DC大功率LED驱动电路的设计姓名：裴倩申请学位级别：硕士专业：电力电子与电力传动指导教师：陈辉明;王正仕20100127浙江大学硕士学位论文摘要摘要在能源和环境问题日趋严重的今天，以高效、节能、环保以及长寿命为主要特点的大功率照明白光ＬＥＤ获得了人们的重视。
随着其性能的提高以及生产成本的下降，大功率照明白光ＬＥＤ将逐步取代白炽灯和荧光灯，引起人类照明史上又一次革命。
与此同时，大功率从照明白光ＬＥＤ驱动电路的开发也由于大功率ＬＥＤ的应用的逐渐普及得到了长足的发展。
本论文的题目来源于电源公司的合作项目，论文的目的是设计一种市场需求量大的大功率白光ＬＥＤ恒流驱动变换器，要求其在输入电压和负载ＬＥＤ灯串电压（即个数）在一定范围内变化时，仍具有高恒流精度和控制结构简单、成本低、体积小、效率高等特点。
本论文的研究思路和工作内容如下：首先，论文对大功率照明ＬＥＤ的特性及发展和白光ＬＥＤ驱动电路的分类进行了介绍。
接着分析了ＤＣ－ＤＣ转换电路的原理和控制策略，包括ＤＣ－ＤＣ转换电路的三种拓扑结构的原理分析、两种反馈控制模式和三种控制方式。
然后，分析了本论文提出的大功率ＬＥＤ的Ｂｕｃｋ型、Ｂｏｏｓｔ型、Ｂｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔ型变换器恒流输出的控制原理和恒流电路实现算法及结构。
最后，论文完成了各个单元电路的分析和设计，设计制作了一台用于驱动３５０ｍＡ、ｌＷ的白光ＬＥＤ－－ＬｕｘｅｏｎＴＭＳｔａｒ的Ｂｕｃｋ型和Ｆｌｙｂａｃｋ型ＬＥＤ恒流ＤＣ－ＤＣ驱动变换器，并进行了调试实验和分析了各变量对恒流精度的影响，实验结果验证了本文理论研究和电路实现结构设计结果的正确性。
关键词：大功率ＬＥＤ；恒流驱动；开关电源；ＤＣ－ＤＣ转换电路浙江大学硕士学位论文摘要ＡｂｓｔｒａｃｔＮｏｗａｄａｙｓｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｎｅｒｇｙｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｅｃｏｍｅｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｓｅｒｉｏｕｓ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌｉｇｈｔｉｎｇｈａｓｗｏｎｐｅｏｐｌｅ’Ｓａｔｔｅｎｔｉｏｎｆｏｒｉｔｓｕｎｉｑｕｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｓｏｆｌｏｗｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ｌｏｗｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ｌｏｎｇｌｉｆｅａｎｄｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ．ＡｓｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｐｏｗｅｒＬＥＤｉｍｐｒｏｖｅｓａｎｄｔｈｅｃｏｓｔｏｆｐｏｗｅｒＬＥＤｒｅｄｕｃｅ，ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｌｉｇｈｔｉｎｇｗｉｌｌｒｅｐｌａｃｅｉｎｃａｎｄｅｓｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤ，ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｉｔｓａｎｄｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔｌｉｇｈｔｉｎｇｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｈａｓａｌｓｏｂｅｅｎｇｒｅａｔｌｙａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ．Ｔｈｅｓｏｕｒｃｅｓｕｂｊｅｃｔｏｆｔｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｏｒｉｇｉｎａｔｅｓｆｒｏｍａｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅｐｒｏｊｅｃｔｆｕｎｄｅｄｂｙａｐｏｗｅｒｃｏｍｐａｎｙ．ＴｈｅｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎａｉｍｓｔｏｄｅｓｉｇｎａＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤｓｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗｈｉｃｈｉｓｈｉｇｈｌｙｄｅｍａｎｄｅｄｂｙｔｈｅｏｆｍａｒｋｅｔ．ＴｈｅａｉｎｐｕｔｖｏｌｔａｇｅａｎｄｌｏａｄｖｏｌｔａｇｅｏｆＬＥＤｓａｓｔｒｉｎｇｓ（ｉ．ｅ．ｎｕｍｂｅｒｓｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｓＬＥＤｓ）ｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｉｎｃｅｒｔａｉｎｒａｎｇｅ，Ｉｔｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｓｔｉｌｌｈａｖｉｎｇｈｉｇｈ—ｐｒｅｃｉｓｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔ．Ａｎｄｔｈｅｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｓｉｍｐｌｅ，ｔｈｅｃｏｓｔｉｓｌｏｗ，ａｎｄｔｈｅｈｉｇｈ．‘ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈＣａｎｂｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄａｓｆｏｌｌｏｗｓ：Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈｐｏｗｅｒＬＥＤｌｉｇｈｔｉｎｇａｎｄｔｈｅｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｗｈｉｔｅＬＥＤｄｒｉｖｅｒｃｉｒｃｕｉｔｓｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ＴｈｅｎｔｈｅｔｈｅｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｔｈｅＤＣ－ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒｃｉｒｃｕｉｔｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅｃｉｒｃｕｉｔｔｏｐｏｌｏｇｉｅｓ，ｔｗｏｋｉｎｄｓｏｆｆｅｅｄｂａｃｋｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅｓｃｏｎｔｒｏｌｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｉｒｃｕｉｔｃｏｎｓｔａｎｔ－ｃｕｒｒｅｎｔｏｕｔｐｕｔｏｆｃｏｎｖｅｒｔｅｒｉｓａｎｄｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｃｏｎｔｒｏｌｍｏｄｅ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｂｅｅｎｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｏｆｔｈｅＢｕｃｋ－ｔｙｐｅ，Ｂｏｏｓｔ－ｔｙｐｅ，ａｎｄＢｕｃｋ－Ｂｏｏｓｔｔｙｐｅｈｉｇｈ?ｐｏｗｅｒＬＥＤａｎｄｄｅｓｉｇｎｏｆｖａｒｉｏｕｓｃｅｌｌｃｉｒｃｕｉｔｉｓｆｉｎｉｓｈｅｄ．Ａａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓａＢｕｃｋ?－ｔｙｐｅａｎｄＦｌｙｂａｃｋ?－ｔｙｐｅＬＥＤｓｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔＤＣ－－ＤＣｄｒｉｖｉｎｇｃｏｎｖｅｒｔｅｒｓｅｔｕｐｆｏｒｏｆｄｒｉｖｉｎｇｓｅｖｅｒａｌ３５０ｍＡ，１ｖａｒｉａｂｌｅｓｏｎＷＬｕｘｅｏｎＴＭＳｔａｒ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓａｃｃｕｒａｃｙｗｅｒｅｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄＯｕｔａｎｄｔｈｅｉｍｐａｃｔｓａｃｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｇｎ．ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｃｉｒｃｕｉｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅ浙江大学硕上学位论文摘要Ｋｅｙｗｏｒｄ：ＨｉｇｈＰｏｗｅｒＬＥＤ；ＤＣ．ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒＣｏｎｓｔａｎｔｃｕｒｒｅｎｔｄｒｉｖｅｒ；Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇｍｏｄｅｐｏｗｅｒｓｕｐｐｌｙ；浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
大功率LED驱动电源方案分享之驱动电路设计
大功率的LED驱动电源设计是目前很多工程师的工作重点，而在这种大功率的LED电源设计过程中，首先需要解决的，就是散热问题。
在今明两天的方案分享过程中，我们将会为大家分享一种散热性能较好的大功率LED驱动电源方案。
这一方案特别适用于工作电压为3.4V、工作电流为350mA的大功率LED，比较适合路灯照明系统的需要。
在今天的文章中，我们先来看一下该方案的驱动电路设计情况。
在本方案中，我们所设计的这一大功率LED电源在散热方面，主要采用散热基板方式，既能很好地解决散热问题，同时还会利用并联齐纳管的方式来对过压、过流进行保护。
大功率LED的光控电路
首先来看本方案中，我们所设计的这一大功率LED电源的光控电路设计，其光控电路系统如下图图1所示。
由图1可知，在这一光控电路系统中，电源开通后220V交流电经电容限流、桥式整流、滤波、稳压，在A、B两端获得稳定的12V直流电。
当被应用在路灯照明系统中时，白天由于光敏电阻RG受到自然光的照射呈现低电阻，三极管VT的基极电位低，而被反偏置，因此VT截止，单向可控硅VS门极为低电平被关断，LED驱动电路未启动，所以LED不亮。
到天黑时光敏电阻RG因无光照呈现高电阻，VT导通，VS的门极即有正向触发电压而导通，LED驱动电路启动，LED通电发光。
图1 LED驱动电源系统的光控电路设计。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
科技资讯２０１０ＮＯ．３１ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ动力与电气工程74HC595芯片驱动LED 的电路黄建新（四川省广元市四川信息职业技术学院四川广元６２８０１７）摘要:74HC595芯片是74系列芯片的一种, 具有速度快, 功耗小, 操作简单的特点, 可以很方便地用于单片机接口进行驱动LED 的操作。
本文介绍这种芯片的特点和使用方法, 并给出软硬件的设计实例。
关键词:LED显示单片机中图分类号:TN87文献标识码:A文章编号:1672-3791(201011(a-0116-02Ａｂｓｔｒａｃｔ:The characteristic and the using method of 74HC595 were introduced,and the examples of hardware and software design were given.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:LED display;Single chip microcomputer用74HC595设计的电路, 不仅软硬件设计简单, 而且功耗低, 驱动能力强, 占用的I/O口线较少, 是一种造价低廉, 应用灵活的设计方案。
１７４ＨＣ５９５的说明74H C 595内含8位串入/并出移位寄存器和8位三态输出锁存器。
存器和锁存器分别有各自的时钟输入(S H _C P 和S T _C P , 都是上升沿有效。
当S H _C P 从低到高电平跳变时, 串行输入数据(S D A 移入寄存器; 当S T _C P 从低到高电平跳变时, 寄存器的数据置入锁存器, 清除端(C L R 的低电平只对寄存器复位(Q S 为低电平 , 而对锁存器无影响。
当输出允许控制(E N 为高电平时, 并行输出(Q 0～Q 7 为高阻态, 而串行输出(Q S 不受影响。
74H C 595最多需要5根控制线, 即DS 、S H_CP、ST _CP、MR 和OE 。
LED驱动电路分析与设计(图)1.概述LED是一种固体光源，当它两端加上正向电压，半导体中的少数载流子和多数载流子发生复合，放出的过剩能量将引起光子发射。
采用不同的材料，可制成不同颜色有发光二极管。
作为一种新的光源，近年来各大公司和研究机构对LED的研究方兴未艾，使其光效得以大大提高，目前科研人员已研发并生产出光效达到171m/W的白色LED，已达到白炽灯的水平。
和白炽灯的相比较，LED在性能上具有很多优点。
白炽灯与白色LED的性能比较随着对LED研究的进一步深入，其光效将进一步得到提高，而其成本将一步下降，在不久的将来LED取代白炽灯甚至荧光灯而发展成21世纪的一种主要的照明光源将成为一种趋势。
新的光源需要新的电子驱动器，科研人员对LED驱动电路的研究已取得突破性进展。
2 LED驱动电路原理与荧光灯的电子镇流器不同，LED驱动电路的主要功能是将交流电压转换为直流电压，并同时完成与LED的电压和电流的匹配。
LED的正向伏安特性如图1所示：所以，LED伏安特性的数字模型可用下式表示VF=Vturn-on+RsIF+(ΔVF/ΔT)(T-25℃) (1)其中，Vturn-on 是LED的启动电压Rs 表示伏安曲线的斜率T 环境温度ΔVF/ΔT是LED正向电压的温度系数，对于多数LED而言典型值为-2V/℃。
从LED的伏安曲线及数字模型看，LED在正向导通后其正向电压的细小变动将引起LED电流的很大变化，并且，环境温度，LED老化时间等因素也将改变影响LED的电气性能。
而LED的光输出直接与LED电流相关，所以LED驱动电路在输入电压和环境温度等因素发生变动的情况下最好能控制LED电流的大小。
否则，LED的光输出将随输入电压和温度等因素变化而变化，并且，若LED电流失控，LED长期工作在大电流下将影响LED的可靠性和寿命，并有可能失效。
LED驱动电路拓扑结构已广泛地运用于照明，汽车电子，路标，显示背光等领域。
干货分享LED恒流驱动大功率电源设计方案
大功率电源的设计已经成为了LED恒流驱动电源中非常重要的组成部分之一，在工业、照明灯领域的应用范围非常广泛。
本文在这里将会为大家分享一种以LED恒流驱动为设计基础的大功率电源的设计方案，以便于工程师在新产品研发时进行参考和学习。
在本方案中，该大功率电源在结构方面主要采用的是反激式隔离开关电源，在系统接通后可以实现350mA的恒流输出，可以驱动12个1w的大功率LED。
该LED恒流驱动电源的电路整体设计如下图所示。
在了解了整个LED恒流驱动电路的设计电路图后，接下来我们要为大家分享的是之一电路的工作原理及工作过程。
当110—265V的交流电输入这一恒流驱动电路之后，电流将会经过保险丝F1和EMI滤波电路之后整流，其中的EMI电路由一个共模电感T1和两个X2型电容CX1和CX2组成。
在输入端还有一个负温度效应的热敏电阻RT1，这是为了防止浪涌电流对后面的器件造成损害。
当电源还没有通电时，热敏电阻的阻值很大，因此可以起到限制浪涌电流的作用。
当电路恢复正常的工作状态之后，热敏电阻由于有电流通过而发热，导致电阻会变得很小，所以正常工作后，热敏电阻的功率损耗是很小的。
在开关接通后，电流将会经过整流桥滤波之后再经过CBB电容C1滤波，然后经过功率因数校正电路，使功率因数提高到0.85-0.90之间。
之后电流经过初级绕组、开关管Q1和采样电阻R6和R7到地，这一整个过程就是电源输入端的主回路。
大功率LED恒流驱动电源设计电路图。
《综合课程设计》课程报告姓名：韩阳学号：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 （light emitting diode）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 。
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 。
1W LED 的额定功率为350mA,3W LED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）LED 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 变LED 的驱动电流. 。
LED 的工作电流为：R U U I L -= 所以I 与镇流电阻R 成反比；当电源电压U 时，R 能限制I 的过量增长，使I 不超出LED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：（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式电子产品使用交流电源的交直流降压变换器--适配器（Adapter ），既经济实惠、又现成、又好用。
适配器的输出电压要求稳定在DC12V ，适配器的输出电流要根据LED 的光源的功率来选择，一般要给予30%的余量，1W 的白光LED 的标准工作电流应为350mA ，因而3 个LED 光源串联其电路需要的电流也是350mA ，考虑到延长LED 寿命和降低光衰，可以设计为300mA--330mA ，不会明显的影响LED 发光的亮度，所以适配器的输出电流应选750mA~1A 的。
（2）驱动芯片：由于本设计采用恒流驱动方式，所以驱动芯片可以选择PT4115恒流驱动芯片，PT4115是一款连续电感电流导通模式的降压恒流源，适合绿色照明LED 灯的驱动电路。
它具有较宽的直流8V 到30V 输入电压范围, 击穿电压大于45V ，输出200~1200mA恒定直流，可满足驱动点亮1~7颗串联的大功率LED 或N 颗串并联的小功率LED, 驱动恒流大小可按应用方案设定. 。
PT4115采用频率抖动技术有效地改善EMI ；采用从满量程向下到零的PWM 调光；安全可靠，调光比可达5000:1；采用SOT89-5的封装，芯片的管芯可通过直接连通到封装外的金属板散热；导热十分有效；PT4115内部设置了过温保护功能，以保证系统稳定可靠的工作。
当IC 芯片温度超出160℃,IC 即会进入过温保护状态并停止电流输出, 而当温度低于140℃时,IC 即会重新恢复至工作状态。
PT4115可利用模拟调光的原理以及温度对LED 电流的负反馈实现LED 灯具动态温度控制, 只要在调光端(DIM端加一热敏电阻或PN 结即可。
加上整流桥PT4115可应用于交流12V 、24V 供电的LED 灯具。
PT4115的工作效率高达97%,是真正的绿色驱动IC ，PT4115被广泛应用于使用LED 灯的MR11、MR16、水灯、路灯等各类LED 灯具。
PT4115主要参数如下：• 输入范围从8V 到30V ，击穿电压>45V• 输出电流高达1.2A ，内置大功率MOFET• 效率高达97％• 超低的关断电流• ± 5％输出电流精度• LED开路保护• 模拟PWM 调光功能选择，高达5000:1的PWM 调光比• 内部含有抖频特性，有效地改善了EMI恒流驱动芯片PT4115的5脚封装的管脚图如右图所示，其管脚描述如下：管脚1：SW ，功率开关的漏端；管脚2：GND ，信号和功率；管脚3：DIM ，开关使能、模拟和PWM 调光端；管脚4：CSN ，电流采样端，采样电阻接在CSN 和VIN 端之间；管脚5：VIN ，电源输入端，必须就近接旁路电容。
(3大功率LED ：可以选择1W 白光LED ，其参数如下：• 功率：1W• 光通量：20-30LM• 顺向电压：3.5-3.8V• 额定电流：350mA• 光衰：≤5%每千小时光衰。
• 角度：120度四、设计电路原理图如下：原理图器件说明：D1~D4组成单相桥式整流电路，将交流变成直流，即不管U1输出的是直流还是交流，经过这个整流桥之后输出的电流总是直流的，给驱动芯片PT4115输入稳定的直流，保证电路正常工作，桥式整流电路二极管常用1N4007。
C1是滤波电容，把脉冲直流变换成平滑的直流。
应选电解电容，型号为100uF/25V。
R1是取样电阻，控制PT4115输出电流的大小，它决定恒流源的绝对精度。
R1的阻值与负载电流大小有关，一般用下面公式计算：LEDI R 1. 01= 由于负载是3个串联的1W LED，额定电流为350mA ，则采样电阻R1的大小为：Ω==2857. 035. 01. 01R 所以R1可以选择阻值约为0.2857欧姆的金属膜电阻。
L 是整流电感，是这个电路中的关键元件，功能是把100KHz 的脉冲电流变换成三角波电流，L 的电感量会影响工作电压范围内恒流源的稳定性。
因为PT4115的设计最佳工作频率在1MHz 以下，电感量大了小会影响其工作频率，本方案的电感设计在68uH 以上，这样系统工作频率可以控制到1MHz 以下。
电感量小了，工作频率趋高，由于PT4115内部电流检测电路响应速度限制，对内部电流正常检测出现影响，不能更好的实现对内部开关的导通/关断控制。
另外电感量太小还会导致PT4115的SW 端烧坏，而无输出。
所以此设计中L 的电感量应选用68uH —100uH ，Q 值大于50，饱和电流大于800mA 的磁路闭合电感器。
D5是续流二极管，在晶片内部MOS 管处于截止状态时为储存在电感中的电流提供放电回路。
由于工作在高频脉冲状态，D5应选用正向压降小，恢复速度快的肖特基二极管。
芯片PT4115的DIM 端可外接PWM 脉冲或直流电压调光，也可以接热敏电阻作辅助温度控制和自动亮度控制。
由于本设计中不用到调节LED 灯亮度，故DIM 端悬空。
五、PT4115的动态温度调节和过温保护PT4115具有动态温度调节的功能，并且可以在此功能的基础上实现过温保护。
动态温度调节的电路图如下左图所示。
从图中可见，DIM 端内部是一个1M 的上拉电阻，连接到内部5V 电源上。
所以DIM 端电压由内部上拉电阻和热敏电阻NTC 分压决定。
从热敏电阻的特性可以知道，温度的变化会影响NTC 的阻值，进而影响DIM 端电压，以实现PT4115的动态温度调节。
过温保护的实现从如下右图中可见，相对于左图多了一个三极管，当温度升高时。
NTC 电阻的阻值减小，其上的分压也减小，则相应的其下面电阻上的分压升高，当超过三极管的开通电压时，三极管导通，DIM 端接地，关断LED 电流，当温度降低时，PT4115重启，因此实现了PT41 15的过温保护。
