随着LED照明现在越来越热,作为LED的生命支柱--LED驱动电源也越来越受到人们的关注。
人说LED电源是个特殊的电源,跟普通电源有很大的不同,所以做LED电源要找专业的LED电源工程师。这种说法给LED电源蒙上了一层神秘的面纱,但作为做电源的专业人士,都知道LED电源其实没什么特别,其特点就是需要恒流限压,况且长期工作在满载情况下,所以对效率的要求比较高,有些电源由于结构尺寸的限制,对高度也有要求。
下面我就试着就目前中小功率的LED照明电源,谈谈次级恒流的一些常见的方法来一个总结,不一定很全面,也不一定很深入,不过总算能对一些初入行的工程师有些帮助。
毫不夸张的说,LED驱动电源将直接决定LED灯的可靠性与寿命;作为电源工程师,我们知道LED的特性需要恒流驱动,才能保证其亮度的均匀,长期可靠的发光。
我们先来谈谈比较流行的TL431的几种恒流方式。
1、 单个TL431恒流电路
如上图,即是利用单个TL431恒流的示意图。
原理:
此电路非常简单,利用了431的2.495V的基准来做恒流,同样限制了LED上面的压降,但优点与缺点同样明显。
优点:
电路简单,元器件少,成本低,因为TL431的基准电压精度高,R12,T13只要采高精度电阻,恒流精度比较高。
缺点:
由于TL431是2.5V基准,故恒流取样电路的损耗极大,不适合做输出电流过大的电源。
此电路的致命缺陷是不能空载,故不适合做外置式的LED电源。
怎样改进缺陷,接下来继续贴出改进型电路。
这个电路的恒流点计算相信大家都知道:ID=2.495/(R12//R13)。
取样电阻R12,R13的功率为PR=2.495*2.495/R13),对于小功率电源来说,这个功率的损耗相当可观,所以不建议采用此电路做电流大于200mA的产品。
2、单个TL431恒流改进型电路
如上图,即是利用单个TL431恒流的改进型示意图。
原理:此电路同样是利用了TL431的2.495V的基准来做恒流,跟上面的电路不同点在于减少了电流取样电路的电压,只要合计设计R12,R13,R14的值,可以限制LED上面的压降。
优点:
电路简单,元器件少,成本低,跟上面电路相比,显著降低了取样电阻的功耗,恒流精度很高,克服了上面的电路不能空载的致命缺陷,当有个别LED击穿时,可以自动调整输出电压。
缺点:
当输出空载时,输出电压会有上升,上升幅度由电流取样电路电阻与R12,R13的比值决定。
(网友 chunrol补充)这个电路的优点和缺点:
优点:当LED的数量是一定不变时,楼主说的优点就成立了。
缺点:当LED的数量有一个范围的时候,缺点就出现了。输出电流每增加或减少LED都会有所不同。
(心中有冰 补充)当单个LED的压降一致性不高时,恒流点也会相应发生变化。
比如最常见的12串的LED灯,最低压降为35.5V左右,最高回到37.4V左右(个人的经验,当然不同厂家的情况会不一样),那么恒流精度就会相差到5%-8%。
3、两个TL431恒流电路
U4与U3的参考位置一致,当LED正常工作时,U3 PIN1、U4 PIN1、U4 PIN2都是2.5V,但由于ZD2设计在OVP点,所以不导通,有电压没电流。
当LED开路成为空载,因U3 PIN1低于2.5V,所以U3 PIN2 OPEN, 初级IC将马力全开,呈OVP方式开高压输出,但因为此时U4 PIN1、PIN 2电压也低于2.5V,导致ZD2导通,可拉住OVP现象,但是全部电流与功率将往ZD2-R17-U4,再则U4也Open,所以往R18下来,顶上了U3 PIN1,又形成了恒压模式。
4、3个TL431恒流电路
其实这个电路是在23楼的电路基础上增加了一个恒压电路而已。