大功率驱动电路

大功率mos管驱动电路大功率MOS管驱动电路是一种常见的电路设计，它能够有效地驱动高功率的MOS管，以实现电路的高效工作。

本文将从电路原理、设计要点和常见问题等方面进行介绍。

一、电路原理大功率MOS管驱动电路主要由信号发生器、驱动电路和MOS管组成。

信号发生器产生所需的驱动信号，驱动电路将信号进行放大和整形，然后通过电流放大器将信号输出给MOS管。

MOS管根据驱动信号的变化，控制其通断状态，从而实现对电路的控制。

二、设计要点1.选择合适的MOS管：在大功率应用中，选择合适的MOS管至关重要。

一方面，要考虑其额定电流和功率，确保能够承受所需的负载；另一方面，还要考虑其开关特性和导通电阻等参数，以提高电路的效率和稳定性。

2.驱动电路的设计：驱动电路应能够提供足够的电流和电压来驱动MOS管。

一般采用放大器和电流放大器的组合来实现。

放大器负责放大信号的幅度，而电流放大器则负责提供足够的电流给MOS管。

同时，还要考虑到驱动电路的响应速度和抗干扰能力。

3.防止过热和电磁干扰：由于大功率MOS管在工作过程中会产生较大的功耗和电磁干扰，因此需要采取相应的措施来防止过热和干扰。

例如，可以在电路中加入散热器和滤波电路，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。

4.保护电路的设计：在大功率应用中，由于电流和电压较大，一旦发生故障可能会对电路和设备造成严重损坏。

因此，需要在电路中加入过流、过压和过温等保护电路，以保证电路和设备的安全运行。

三、常见问题1.如何选择合适的MOS管？选择MOS管时，需要考虑所需的电流和功率，以及其开关特性和导通电阻等参数。

同时，还需要考虑其封装形式和散热性能等因素。

2.如何设计驱动电路？驱动电路应能够提供足够的电流和电压来驱动MOS管。

一般采用放大器和电流放大器的组合来实现。

同时，还要考虑到驱动电路的响应速度和抗干扰能力。

3.如何防止过热和电磁干扰？可以在电路中加入散热器和滤波电路，以提高电路的稳定性和抗干扰能力。

1 引言直流电机具有优良的调速特性，调速平滑、方便、调速范围广，过载能力强，可以实现频繁的无级快速启动、制动和反转，能满足生产过程中自动化系统各种不同的特殊运行要求，因此在工业控制领域，直流电机得到了广泛的应用。

许多半导体公司推出了直流电机专用驱动芯片，但这些芯片多数只适合小功率直流电机，对于大功率直流电机的驱动，其集成芯片价格昂贵。

基于此，本文详细分析和探讨了较大功率直流电机驱动电路设计中可能出现的各种问题，有针对性设计和实现了一款基于25D60-24A 的直流电机驱动电路。

该电路驱动功率大，抗干扰能力强，具有广泛的应用前景。

2 H 桥功率驱动电路的设计在直流电机中，可以采用GTR 集电极输出型和射极输出性驱动电路实现电机的驱动，但是它们都属于不可逆变速控制，其电流不能反向，无制动能力，也不能反向驱动，电机只能单方向旋转，因此这种驱动电路受到了很大的限制。

对于可逆变速控制， H 桥型互补对称式驱动电路使用最为广泛。

可逆驱动允许电流反向，可以实现直流电机的四象限运行，有效实现电机的正、反转控制。

而电机速度的控制主要有三种，调节电枢电压、减弱励磁磁通、改变电枢回路电阻。

三种方法各有优缺点，改变电枢回路电阻只能实现有级调速，减弱磁通虽然能实现平滑调速，但这种方法的调速范围不大，一般都是配合变压调速使用。

因此在直流调速系统中，都是以变压调速为主，通过PWM(Pulse Width Mo dulation)信号占空比的调节改变电枢电压的大小，从而实现电机的平滑调速。

2.1 H 桥驱动原理要控制电机的正反转，需要给电机提供正反向电压，这就需要四路开关去控制电机两个输入端的电压。

当开关S1 和S4 闭合时，电流从电机左端流向电机的右端，电机沿一个方向旋转;当开关S2 和S3 闭合时，电流从电机右端流向电机左端，电机沿另一个方向旋转， H 桥驱动原理等效电路图如图1 所示。

图1 H 桥驱动原理电路图2.2 开关器件的选择及H 桥电路设计常用的电子开关器件有继电器，三极管， MOS 管， IGBT 等。

大功率led驱动电源电路图详解采用变压器将高压变为低压，并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电。

开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源，隔离是指输出高低电压隔离，安全性非常高，所以对外壳绝缘性要求不高。

非隔离安全性稍差，但成本也相对低，传统节能灯就是采用非隔离电源，采用绝缘塑料外壳防护。

开关电源的安全性相对较高(一般是输出低压)，性能稳定，缺点是电路复杂价格较高。

开关电源技术成熟，性能稳定，是目前LED照明的主流电源。

关于“大功率led驱动电源电路图详解”的详细说明。

1.大功率led驱动电源电路图详解1、开关恒流源采用变压器将高压变为低压，并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电。

开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源，隔离是指输出高低电压隔离，安全性非常高，所以对外壳绝缘性要求不高。

非隔离安全性稍差，但成本也相对低，传统节能灯就是采用非隔离电源，采用绝缘塑料外壳防护。

开关电源的安全性相对较高(一般是输出低压)，性能稳定，缺点是电路复杂价格较高。

开关电源技术成熟，性能稳定，是目前LED照明的主流电源。

2、线性IC电源采用一个IC或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电容，寿命长，成本低。

缺点是输出高压非隔离，有频闪，要求外壳做好防触电隔离保护。

市面上宣称无(去)电解电容，超长寿命的，均是采用线性IC电源。

IC驱电源具有高可靠性，高效率低成本优势，是未来理想的LED驱动电源。

3、阻容降压电源采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电路简单，成本低，但性能差，稳定性差，在电网电压波动时及容易烧坏LED，同时输出高压非隔离，要求绝缘防护外壳。

功率因数低，寿命短，一般只适于经济型小功率产品(5W以内)。

功率高的产品，输出电流大，电容不能提供大电流，否则容易烧坏，另外国家对高功率灯具的功率因数有要求，即7W以上的功率因数要求大于0.7，但是阻容降压电源远远达不到(一般在0.2-0.3之间)，所以高功率产品不宜采用阻容降压电源。

电雜术Electronic Technology电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering 大功率IG BT驱动电路的设计与实现孙伟(罗克韦尔自动化控制集成（上海）有限公司上海市201201 )摘要：本文基于当前IGBT驱动电路的繁杂的现象，采用光电隔离，隔离电源和离散元件，研究大功率IGBT驱动电路的设计和实现 方法，同时也简要的与小功率的IGBT驱动电路的差异做了对比。

最后以600A的大功率IGBT功率模块FF600R12IP4作为例子对所设计的 电路进行了验证，结果证明此电路可以很好的驱动大功率IGBT，此驱动电路也在公司的产品使用中得到了验证。

关键词：绝缘栅双极晶体管；电路设计；光耦；驱动电路I G B T也称为绝缘栅双极晶体管，集场效应管和电力晶体管的优点于一身，既具有输入阻抗高、工作速度快、热稳定性好和驱动 电路简单的优点，又具有通态电压低、耐压高和承受电流大等优点，产品的用途越来越广泛，驱动方法也是各式各样，可靠的驱动方法尤其重要。

由于I G B T的广泛使用，其产品也越来越多小到几安培，大到几千安培都有。

而且厂家也多，除了国际大厂，越来越多的国 产厂商也在开发I G B T或者I G B T模块。

在工业领域，I G B T主要用做变频器里面的开关器件，而IGBT又是现场损坏最为严重的器件之一，对于大功率的变频产品尤其如 此。

对与变频器应用来说，核心是驱动电路。

驱动电路就是把中央控制器发来的命令，转变成I G B T开关的信号。

因此，驱动电路设 计的好坏直接决定整个设备的稳定性、可靠性和使用寿命。

又因为 I G B T种类繁多，驱动电路也是各式各样，这也增加了 I G B T驱动 电路设计的复杂度。

1IGBT驱动的研究与分析对于I G B T的驱动电路，如果仅仅是对一个I G B T的驱动，那么其驱动电路很简单，只需根据I G B T的特性，提供一个门极驱动电压就行，通常为15V。

一、引言随着电子技术的飞速发展，大功率MOS管在工业、军事、民用等领域得到了广泛应用。

然而，由于MOS管的特性，使用不当很容易导致其损坏，甚至危及设备和人员安全。

因此，设计一种可靠的保护电路，对于确保MOS管的正常工作和延长其寿命具有重要意义。

本文将介绍一种基于大功率MOS管的驱动保护电路，主要包括电流保护、过压保护、过温保护和ESD保护四个方面。

二、电流保护电流保护是防止MOS管过电流损坏的主要手段。

一般来说，电流过大会导致MOS管发热严重，从而对其内部结构产生不可逆的损伤。

因此，需要通过设置合理的电流限制值和保护电路来保护MOS 管。

具体实现方式如下：1.1 电流检测在MOS管的源极和负载之间增加一个小电阻，通过检测该电阻两端的电压来实现对MOS管的电流监测。

为了减小误差，可以采用差分放大器、精密电阻等器件进行检测。

1.2 电流限制当检测到MOS管电流超过设定值时，可以通过控制信号，直接将MOS管的驱动电压降低或关闭MOS管，以保护其不受过电流损伤。

三、过压保护过压保护是保护MOS管免受过高电压损害的重要手段。

在实际应用中，由于干扰、电源波动等因素，系统中可能会出现过压情况，如果MOS管无法承受这样的压力，就会导致其损坏。

具体实现方式如下：2.1 过压检测通过设置一个合适的过压检测电路，来监测系统中的电压变化情况。

一旦检测到过压情况，则需要立即采取相应的保护措施。

2.2 过压保护当检测到过压情况时，可以通过控制信号，直接将MOS管的驱动电压降低或关闭MOS管，以避免其受到过高的电压影响。

四、过温保护过温保护是保护MOS管免受高温损害的重要手段。

由于工作环境的限制，MOS管在高温环境下长时间工作会导致其内部结构损坏或退化，影响其寿命和性能。

具体实现方式如下：3.1 温度检测通过设置一个合适的温度检测电路，来监测MOS管周围的温度变化情况。

可以采用热敏电阻、热敏电偶等器件进行检测，并将其转换为电信号。

大功率mos管驱动保护电路大功率MOS管驱动保护电路主要包括以下几个方面。

1.防止栅极di/dt过高：由于驱动芯片输出阻抗较低，直接驱动功率管可能引起快速开通和关断，造成电压震荡或误导通。

为避免这一现象，通常在MOS驱动器的输出与MOS管的栅极之间串联一个几十欧姆的电阻。

2.防止栅源极间过电压：栅极与源极的阻抗较高，漏极与源极间的电压突变会通过极间电容耦合到栅极，产生较高的栅源尖峰电压。

为保护MOS管不被击穿，应在栅极并联稳压管，限制栅极电压在稳压管稳压值以下。

同时，并联电阻有助于释放栅极电荷，避免积累。

3.防护漏源极间过电压：虽然漏源击穿电压VDS一般较大，但未加保护电路时，仍可能因器件开关瞬间电流的突变而产生漏极尖峰电压，导致器件损坏。

为防止此类现象，通常需要在漏源极间加入保护电路。

4.电流采样保护电路：通过对电流进行采样，监测器件工作状态，当电流超过设定阈值时，触发保护动作，切断电源，以保护MOS管不被过载损坏。

5.过温保护：通过温度传感器监测MOS管的工作温度，当温度过高时，触发保护动作，切断电源，以防止器件过热损坏。

6.短路保护：当检测到输出短路时，立即切断电源，以防止器件受到损坏。

7.防止误导通：在电路设计中，采取一定的措施，降低误导通的概率，例如优化栅极驱动电路、减小栅源极之间的电容等。

综上所述，大功率MOS管驱动保护电路的设计至关重要，可以有效提高器件的可靠性和稳定性，防止因过载、过压、过温等因素导致的损坏。

在实际应用中，需要根据具体电路环境和应用场景，综合考虑各种保护措施，确保MOS 管的安全稳定运行。

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。

应用于风力发电的大功率IGBT驱动保护电路随着风力发电技术的不断进步，越来越多的风力发电机被投入使用。

在风力发电中，IGBT（绝缘栅双极晶体管）被广泛应用于风力发电机的变频器中，用于控制电机的电能输出和风力发电的整个过程。

而大功率IGBT驱动保护电路则是保护这些IGBT的关键部分。

一、大功率IGBT驱动保护电路的意义大功率IGBT驱动保护电路是为了保护风力发电机变频器中的IGBT而设计的一种电路。

IGBT作为风力发电机变频器的核心部件，负责将电能转换成机械能，并进行不同频率、不同电压的输出。

在风力发电的过程中，变频器中的IGBT受到的电压和电流都是很大的，同时高频电源的电压也对IGBT产生了很大的压力，如果IGBT的运行不能被有效保护，就有可能会引起其烧毁或损坏，从而对风力发电机的正常运行产生不利影响。

因此，大功率IGBT驱动保护电路是非常必要的。

二、大功率IGBT驱动保护电路的基本原理大功率IGBT驱动保护电路的基本原理是在IGBT的驱动电路中加入过流、过压、过热等保护电路。

在系统的设计中，IGBT的故障通常是由于内部电热、电压电流等因素引起的，因此，大功率IGBT驱动保护电路需要在这些方面进行有效的保护。

（1）过流保护在变频器的运行过程中，IGBT受到电流冲击时，可能会产生较大的能量，引起其过热烧毁，因此，过流保护是很必要的。

对于系统中的IGBT，可以通过电流传感器进行测量，通过对电流大小的测量，在IGBT的驱动电路中加入保护电路，当电流大小超过一定的阀值时，保护电路就会起到保护作用。

（2）过压保护风力发电机的变频器在运行过程中，如果瞬间出现高电压，就很可能会对IGBT造成损伤。

因此，过压保护是非常必要的。

在大功率IGBT驱动保护电路中，可以使用Zener二极管或压敏电阻作为过压保护器件，当电压突然上升时，就会使得这些保护器件在短时间内短路，从而保护IGBT。

（3）过热保护IGBT的运行温度较高，通常需要对其进行过热保护。

第40卷第3期 2020年5月核电子学与探测技术Nuclear Electronics Detection TechnologyVol.40 No. 3May.2020大功率Si C M O S F E T驱动电路设计吴凯铭i2,高大庆1#，高杰\李明睿\申万增1(1.中国科学院近代物理研究所，兰州730000;2.中国科学院大学，北京100049)摘要•.为了使强流重离子加速器装置（H IAF)碳化硅功率开关器件SiC M O SFET工作在理想状态，设计了基于SIC1182K驱动芯片的SiC M O SFET驱动电路。

对该驱动电路的输出电压、响应时间、脉宽 连续可调性、稳定性和可靠性进行实验测试，测试结果表明：该驱动电路能够长时间、稳定可靠工作，满 足SiC M O SF E T的工作需求。

关键词：加速器电源；SIC1182K;SiC M O SFET;驱动电路中图分类号：T L56 文献标志码：A文章编号：0258 —0934(2020)3 —0412 —05强流重离子加速器装置（H IA F)[1’2]是“十 二五”国家重大科学工程项目。

硅功率器件是现阶段兰州加速器电源常用的开关器件，与传 统硅器件相比，第三代半导体开关器件SiC M O SFE T有着更加卓越的高温高压工作性能。

并且SiC M O S F E T上升下降时间短、通态损耗 小等特点[3]，决定了 SiC M O SF E T在达成更高 开关频率的同时，还兼备更小的功率损耗。

在 相同功率等级下，与硅器件开关电源相比，SiC M O SF E T开关电源能够凭借更高的开关频率，减小电路中电容电感体积，降低滤波成本，提高 功率密度。

器件材料的差异导致驱动电路不可 通用，驱动电路就成为SiC M O SFE T理想工作 所需解决的技术难点。

收稿日期：2020_03—02基金项目：国家自然科学基金项目（11805248)资助。

作者简介：吴凯铭（1995 —），男，福建南靖人，在读硕士生，攻读方向为加速器工程设计研究。

大功率LED恒流驱动电路的设计分析与实例大功率LED恒流驱动电路是一种用于供电给高功率LED灯的电路，其主要功能是保证LED灯的亮度和寿命稳定，并提供可靠的电流供应。

在设计和分析大功率LED恒流驱动电路时，需要考虑电路的功率、效率、稳定性、保护措施等方面的因素。

本文将介绍大功率LED恒流驱动电路设计的分析与实例，并探讨其重要考虑因素。

首先，大功率LED恒流驱动电路的设计要考虑电源的选择。

由于大功率LED需要较高的电流和电压供应，常见的电源如开关电源或恒流电源可满足要求。

开关电源具有调节和保护功能，但也存在噪音和电磁干扰等问题。

而恒流电源具有稳定的电流输出，但需要进行功率调节以适应不同的照明需求。

其次，大功率LED恒流驱动电路的设计还需考虑恒流源的选择。

恒流源可采用电流源或电压源，其中电流源更常用。

电流源可采用电流反馈调节的方式，通过采样和比较输入和输出电流来实现恒流输出。

电流反馈调节可采用稳压二极管或运放等方式，实现电流控制。

此外，大功率LED恒流驱动电路的保护措施也需要考虑。

由于LED灯具的亮度和寿命对电流的稳定性要求较高，因此需加入过流保护、过压保护和短路保护等功能。

过流保护可通过采用电阻、保险丝或电流检测电路来实现；过压保护可通过电压检测电路实现；短路保护可通过故障检测电路实现。

这些保护措施可提高电路的稳定性和可靠性。

最后，以一款具体的大功率LED恒流驱动电路为例进行分析。

该电路采用开关电源作为电源，并使用电压型恒流源。

电流反馈调节采用稳压二极管。

保护措施包括过流保护、过压保护和短路保护。

采用超级二极管进行过压保护，电源采用恒定输出电压的可调模式。

过流保护采用电流检测电路，通过检测电流超过一定值时，自动切断电源。

短路保护采用故障检测电路，通过检测负载端是否接通来实现。

在实际应用中，大功率LED恒流驱动电路的设计还需考虑效率问题。

高效率的恒流驱动电路可以减少能源消耗和热量产生，提高整个LED照明系统的效率。

大功率高频响比例电磁铁推拉储能式PWM驱动电路研究大功率高频响比例电磁铁推拉储能式PWM驱动电路研究摘要：本文研究了一种大功率高频响比例电磁铁推拉储能式PWM驱动电路，该电路采用了储能元件来提高驱动电磁铁的效率和稳定性。

通过实验验证，该电路在大功率和高频率工作条件下具有较好的稳定性和响应速度，适用于工业自动化领域的电磁铁驱动系统。

关键词：大功率；高频响比例；电磁铁驱动；储能式PWM 1. 引言电磁铁是一种重要的工业自动化装置，广泛应用于机械、仪表控制、电力等领域。

随着自动化技术的发展，对电磁铁驱动系统的要求越来越高，特别是在大功率和高频率工作条件下。

传统的PWM驱动电路在大功率和高频率条件下往往存在效率低、响应慢、稳定性差等问题。

因此，研究一种适用于大功率高频响比例驱动电磁铁的储能式PWM驱动电路具有重要的理论和实际意义。

2. 系统结构本文设计了一种大功率高频响比例电磁铁推拉储能式PWM驱动电路，其主要包括储能元件、H桥电路、比例控制电路和PWM控制电路四个部分。

2.1 储能元件储能元件是电磁铁驱动系统的核心部件，用于存储能量和提供稳定的电压输出。

本文采用了储能电感元件，其具有更高的储能效率和更快的响应速度。

2.2 H桥电路H桥电路是电磁铁的驱动器，用于控制电磁铁的正、反向运动。

本文采用了高功率的MOSFET管来构建H桥电路，以提供足够的功率输出和响应速度。

2.3 比例控制电路比例控制电路是根据输入控制信号的幅度来调整电磁铁的推力或拉力的大小。

本文采用了滑动模式控制方法，通过调整占空比来控制电磁铁的推拉力大小。

2.4 PWM控制电路PWM控制电路根据比例控制电路输出的信号，通过改变PWM信号的频率和占空比，来控制电磁铁的推拉速度和响应时间。

本文采用了基于STM32单片机的PWM控制电路，具有高精度和快速响应的特点。

3. 实验结果与分析通过对该电路的实验测试，得出以下结论：3.1 储能电感元件能够有效提高储能功率和响应速度，在大功率和高频率条件下具有较好的稳定性。

功率驱动电路的工作原理功率驱动电路呀，这可是个很有趣的东西呢。

功率驱动电路就像是一个大力士，它的主要工作就是把那些比较弱小的信号变得强大起来。

比如说，我们有一个小小的控制信号，这个信号就像一个小蚂蚁，虽然有想法，但是力量很微弱。

而功率驱动电路就能把这个小蚂蚁变成一个大怪兽的力量，然后去驱动那些需要大能量才能工作的设备，像大功率的电机之类的。

想象一下，功率驱动电路是一个魔法放大器。

它里面的各个元件就像是魔法小精灵，它们齐心协力地把小信号进行魔法般的放大。

那些电子元件，像晶体管之类的，就像是小精灵手里的魔法棒。

晶体管可厉害了，它能根据输入的小信号，调整自己的状态，就像小精灵根据指令挥动魔法棒一样，然后输出一个放大了很多倍的信号，这个信号就有足够的力量去推动那些大负载啦。

再来说说它是怎么知道要放大多少的呢。

这就像是它有一个聪明的小脑袋。

这个小脑袋就是电路的控制部分啦。

控制部分会告诉那些放大的元件，要把这个小信号放大到什么程度才行。

如果没有这个聪明的小脑袋指挥，那可能就会放大过度或者放大不足，就像厨师做菜没有放盐的量的标准一样，那做出来的菜可就不好吃啦。

而且功率驱动电路还得很稳定呢。

就像一个稳重的成年人，不能一会儿这样一会儿那样。

如果它不稳定，那被它驱动的设备可就惨啦。

比如说电机，可能就会一会儿转得飞快，一会儿又慢悠悠的，就像一个人走路忽快忽慢，看着都难受。

在我们生活中，功率驱动电路无处不在。

从我们家里的空调，到汽车里的发动机控制，都离不开它。

它就默默地在背后做着这些重要的工作，就像一个幕后英雄。

我们虽然看不到它的具体工作过程，但是我们能感受到它带来的便利。

所以呀，可不要小瞧这个功率驱动电路哦，它虽然不是那么起眼，但是却有着大大的能量呢。

大功率LED高频驱动电路的工作原理与设计方案摘要：由于白光LED具有低成本、长寿命和小体积的特性,被迅速应用到了照明和背光等领域,其驱动电路也层出不穷,但大多数驱动源都没有解决效率不高,LED发光亮度不一致,发热量大等问题;该文提出了一种基于恒流二极管的大功率LED高频驱动方案,以带可控端的2THL系列恒流二极管为驱动元件,通过在控制端输入高频脉冲小信号控制恒流二极管通断,从而实现高频恒流驱动大功率LED这一目的;调节脉冲信号占空比即可实现LED调光;该文设计的驱动电路不仅能够保证LED持续、稳定、高效地工作,在一定程度上减小了LED芯片发热量,提高了LED灯具使用寿命,并且对输入电源要求不高,整体可以节能40%左右;近几年来随着白光LED,特别是大功率白光LED的出现,LED作为一种新型绿色照明光源具有体积小、机械强度大、功耗低、寿命长,便于调节和控制以及无污染等特征,目前被应用到了汽车灯、交通灯、背光和照明等领域;由于LED具有工作电压低,电流随电压指数增加等特点,传统电源一般都不能直接给LED供电;LED驱动器应具有直流控制、高效率、调光、过压保护、负载断开、小型及简易使用等特点;笔者设计大功率LED驱动电路是基于2THL系列恒流二极管的恒电流驱动方式;通过引入高频控制信号缩短单位时间内的通电时间以减小LED 芯片发热量,提高LED发光效率;1LED工作特性目前市面上的大功率LED单颗功率从1W到几百瓦不等,由于1W以上大功率LED大多是以1WLED管芯为基础封装成的,在此主要介绍一下1WLED的工作特性;a1W白光LED工作特性曲线bLED发光强度与电流关系曲线cLED电流与工作温度关系曲线图11W高亮度LED特性曲线图1a为1W高亮度LED正向压降VF和正向电流IF的关系曲线;由曲线可知当正向电压超过某个阈值约2V时即LED导通后,在一定电压范围内LED的电流是成指数上升的;VF的微小变化会引IF有较大的变化,从而引起亮度的较大变化;另外LED的PN结是负温度系数的,随着温度升高LED的势垒电势降低;若采用恒压驱动方式就不能保证LED亮度一致性,同时还会影响LED的可靠性、寿命和光衰;因此目前绝大部分LED驱动都采用恒流的方式;从图1bc可以看出LED亮度L与正向电流IF成正比：L=KI m FK为比例系数;LED 具有亮度饱合特性,所以LED正向驱动电流应小于其标称电流;另外,亮度还与环境温度有关,环境温度升高PN结复合率ηc下降,亮度降低;随着LED持续点亮PN温度会迅速升高,导致LED发光强度迅速降低产生光衰,当温度上升到一定高度后LED的PN结会很快烧坏;因此在设计LED驱动源时除了要保证LED恒流驱动外,还要考虑减小LED发热量;2恒流二极管恒电流二极管是一种硅材料制造的基础电子器件;正向恒电流导通,反向截止,输出恒电流;器件按极性接入电路回路中,回路即可达到恒流的效果,应用简单,实现了电路理论和电路设计中的二端恒流源;本驱动电路中使用的为博越公司的2THL系列恒流二极管,具有如下特性：1输出恒定电流1~300mA;2恒定电流的启始电压低3~3.5V;3恒流电压范围大25~100V;4在恒流电压范围内,电流相对变化10%;5动态电阻4k~160k;6响应时间快tr<50ns,tf<70ns;7极限使用电压20~100V;2THL系列恒流二极管带有一个控制端,可以用来调节输出电流;图2为2THL 系列恒流二极管输出特性曲线;图22THL系列恒流二极管特性曲线3高频LED驱动电路基于半导体恒流二极管的高频大功率LED驱动电路的结构图如图3所示;其中Q1为2THLXXX系列恒流二极管,LD1为LED,D1为普通二极管锗管;VCC为直流电源,D1负极输入为高频脉冲;电路工作原理是当普通二极管D1反向端为低电平时,2THL恒流二极管关断,LED熄灭；当普通二极管反向端为高电平时,恒流二极管导通输出一个大电流,LED点亮;由于人眼视觉障碍,感觉不到LED亮度变化;通过调整脉冲的占空比即可调节LED亮度;图3高频大功率LED驱动电路结构图驱动1W以上LED时一般采用2THL300恒流二极管,输出电流为300~350mA,最大使用电压为20~40V,为了提供更大电流可以将多个恒流二极管并联使用,并联以后输出电流为各个恒流二极管标称电流之和;2THL系列恒流二极管不同型号之间可以并联使用如一个2THL050和一个2THL300并联输出电流为350~400mA,值得注意的是不同型号恒流二极管并联以后,最大使用电压由标称最大的恒流二极管决定;图4为恒流二极管并联连接方式;由于2THL系列恒流二极管控制端与负极端存在一个PN结正向压降约为0.7V,为了使输入高频脉冲为0电平时恒流二极管完全关断,D1应使用管压降0.2V的锗材料二极管;图4恒流二极管并联连接方式图大功率白光LED主要应用在装饰照明、建筑照明、景观照明及大屏幕显示背光源等许多场合;在这些场合下,宜采用工频市电供电;白光LED的正向工作电压范围通常为3.2~4V,若采用交流市电供电,必须先进行AC/DC和DC/DC两步转换;驱动20W以下的LED,VCC可以采用简易的开关电源;开关电源具有效率高、功耗小、输出电压稳定、体积小等特点;由于20W以上的开关电源一般结构复杂、体积较大、制造成本较高,因此驱动20W以上LED时VCC宜采用工频变压器式线性直流电源;由于2THL恒流二极管的工作电压范围比较宽3~40V,耐瞬间冲击电压100V,因此在设计工频变压器线性直流电源时可以简化稳压电路;锗管D1负极端输入除了高频脉冲方波外,还可以是其他类型的高频信号;在实际应用中为了便于调光一般使用高频方波脉冲信号;实验表明大功率LED在高频驱动下发光亮度与持续恒流驱动相比变化不大,但发热量却有明显的下降;LED在一个脉冲周期内只有高电平时才导通发光产生,而在低电平时LED熄灭,此时LED热量迅速辐射出去;频率越高单位时间内LED与空气热交换次数越多,LED芯片温度越低;为了散热大功率LED芯片大多数是贴装在铝基板上的,铝基板与空气之间主要是通过对流的方式进行热传递的;LED持续点亮时,LED芯片温度变化缓慢,铝基板附近一个区域内有一个温度梯度,形成层流区域;LED在高频驱动下芯片温度会不断地变化,温度梯度被打破,铝基板附近就形成了湍流区域;由热力学知识可知湍流的对流换热系数远远大于层流的对流换热系数,那么在单位时间内铝基板向湍流区域发散的热量就要远远大于层流区域;由此可知LED在高频驱动下发热量比持续导通时低;这样采用高频驱动方式LED可以有效地降低芯片的温度,从而减小LED光衰,延长LED使用寿命,另外也有助于简化LED灯具的散热设计;由于受到LED和驱动器件的响应时间的限制,以及高频本身会引起器件发热,采用基于恒流二极管高频驱动源的频率应小于2MHz;LED调光主要有模拟调光和PWM调制调光两种方式;由于LED在低电流时会产生色衰,因此模拟调光一般不常用;PWM调制通过改变脉冲占空比来实现,调节二极管D1负极输入高频脉冲的占空比,即可实现LED调光;图5基于恒流二极管的5W白光LED高频驱动电路图5为基于恒流二极管的5W白光LED高频驱动电路;高频自激式开关电路将交流市电转换为20V直流电,经恒流二极管2THL300后输出电流恒定为300mA;在开关电路中高频变压器磁芯为EE16,原边N1绕制12圈,N2绕制210圈,副边绕制40圈;D5为6.2V稳压二极管,用以稳定输出电压,Q1为功率型开关管MJE13003,D16为锗管;由NE555构成频率为200kHz占空比1/6~5/6可调的高频脉冲发生电路,用来控制恒流二极管通断;5颗1W白光LED串联,每颗LED电流相同,发光亮度一致;调节可调电阻R9实现PWM调光;4小结笔者介绍的高频LED驱动电路使用恒流二极管实现了LED的高效恒流驱动;由于恒流二极管的工作电压范围比较宽,在输入直流电压大范围波动时,驱动电路仍然能够保证恒定电流输出,且不会因负载短路而烧毁;通过调节高频脉冲信号的占空比很容易实现调光,并且不会出现LED色度偏移现象;采用高频方式驱动减小LED的发热量,从而简化了LED灯具的散热设计;另外采用高频恒流驱动方式相比持续恒流驱动可以节省40%左右的电能,达到了高效节能的目的;主要创新点是通过在驱动回路中串入大电流恒流二极管,实现驱动源恒电流输出;高频脉冲信号控制恒流二极管通断,瞬态驱动大功率LED,有效地降低了LED芯片发热,节能40%左右;。

大功率mos管驱动保护电路大功率MOS管是一种常用的电力开关器件，常用于各种电力电子系统中。

然而，由于其特性的限制，使用大功率MOS管也会面临一些问题。

为了保护大功率MOS管免受损坏，需要设计一种有效的驱动保护电路。

本文将就大功率MOS管的工作原理、常见问题以及驱动保护电路进行详细论述。

1. 大功率MOS管的工作原理大功率MOS管是一种MOSFET晶体管，其工作原理基于场效应。

当施加到大功率MOS管的栅极上的电压达到一定值时，就能够形成通道，使得电流能够通过MOS管。

由于具有低输入电阻和快速开关速度，大功率MOS管被广泛应用于电力电子系统中。

2. 大功率MOS管的常见问题尽管大功率MOS管具有许多优点，但在使用过程中也面临一些常见问题。

其中最常见的问题包括过电流、过压、过温以及ESD等。

这些问题可能会导致MOS管损坏或工作不正常。

3. 过电流保护电路过电流是大功率MOS管常见的故障之一。

过电流保护电路的设计是确保大功率MOS管在电流超过额定值时可以及时切断电流。

一种常见的过电流保护电路是采用电流感知器件结合开关控制电路实现。

当电流感知器件检测到电流超过设定值时，开关控制电路会迅速切断大功率MOS管，以避免过电流损坏。

4. 过压保护电路过压是另一个大功率MOS管常见的故障。

过压保护电路的设计是为了保护大功率MOS管免受过高电压的损坏。

一种常见的过压保护电路是采用Zener二极管和电压比较器。

当电压超过设定值时，电压比较器会触发开关控制电路，使大功率MOS管断开。

5. 过温保护电路大功率MOS管在正常工作过程中会产生大量热量，过温是另一个需要解决的问题。

过温保护电路的设计是为了保护大功率MOS管免受过高温度的损坏。

一种常见的过温保护电路是采用温度传感器和开关控制电路。

当温度超过设定值时，温度传感器会触发开关控制电路，切断大功率MOS管以降低温度。

6. ESD保护电路ESD是静电放电的缩写，也是大功率MOS管常见的故障之一。

大功率LED恒流驱动电路的设计实例虽然大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯，但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用，因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术，对于开拓大功率LED的新应用至关重要。

LED按照功率和发光亮度可以划分为大功率LED、高亮度LED及普通LED。

一般来说，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。

已大批量应用的有1W和3W LED，而5W、8W和10W LED的应用相对较少。

预计大功率LED灯会在2008年奥运会上大量应用，因此电子和照明行业都非关注LED照明新技术的发展应用。

恒流驱动和提高LED的光学效率是LED 应用设计的两个关键问题，本文首先介绍大功率LED的应用及其恒流驱动方案的选择指南，然后以美国国家半导体(NS)的产品为例，重点讨论如何巧妙应用LED恒流驱动电路的采样电阻提高大功率LED的效率，并给出大功率LED驱动器设计与散热设计的注意事项。

驱动芯片的选择LED 驱动只占LED照明系统成本的很小部分，但它关系到整个系统性能的可靠性。

目前，美国国家半导体公司的LED驱动方案主要定位在中高端LED照明和灯饰等市场。

灯饰分为室内和室外两种，由于室内LED灯所应用的电源环境有AC/DC和DC/DC转换器两种方式，所以驱动芯片的选择也要从这两方面考虑。

图1：利用DC/DC稳压器FB反馈端实现从恒压驱动(左图)到恒流驱动(右图)的转换。

1. AC/DC转换器AC/DC 分为220V交流输入和12V交流输入。

12V交流电是酒店中广泛应用的卤素灯的电源，现有的LED可以在保留现有交流12V的条件下进行设计。

针对替代卤素灯的设计，美国国家半导体LM2734的主要优势是体积小、可靠性高、输出电流高达1A，恰好适合卤素灯灯口直径小的特点。

取代卤素灯之后，LED灯一般做成1W或3W。

LED灯与卤素灯相比有两大优势：(1)光源比较集中，1W照明所获得的亮度等同于十几瓦卤素灯的亮度，因此比较省电；(2) LED 灯的寿命比卤素灯长。