一种线性恒流的LED驱动电路设计
LED是冷光源，工作电压低、光效高，被认为是21世纪照明的新光源。然而，目前LED照明设备投有得到普及应用的关键问题有两个，一是价格偏高；二是控制电路不稳定导致LED寿命大大降低。据统计，目前LED白光照明灯具出现的失效故障，70％左右是电源问题，20％左右是线路和结构问题，只有不到10％是LED单管的本身质量问题，所以电源管理方案的选择对于节能而言也举足轻重，这就要求在驱动电路设计中选择最合适的AC-DC驱动器。因此可靠、低成本的控制电路是LED照明推广普及的前提。 由LED的电学特性可知，LED的平均正向电流随着正向电压的增大呈现大幅度的线性增长，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，且电流对LED结温影响很大，过大的电流很容易导致LED灯珠结温升高而损坏。此外，由LED的光学特性可知随着正向电流的增加，LED光通量随之增大，即亮度增加。因此为了保持LED发光亮度的恒定，就要保证LED正向电流的稳定。因此设计合理的驱动电源对于LED照明灯具就显得十分重要。 本文提出了一种LED线性恒流驱动电路，该电路具有成本低、结构简单、效率高、体积小等特点，很适合做室内照明LED灯具(如LED日光灯)的驱动电源。1 LED线性恒流驱动电路 LED灯在使用时需要多颗灯珠串联或者并联起来才能工作，采用并联方式驱动多只LED虽然所需的电压较低，但由于每只LED的正向压降不同，使得每只LED的亮度不同，除非采用单独的调节的方式来保证每只LED有相同的亮度。所以并联方式要保证亮度均匀一致，实现起来比较复杂。而采用串联方式能够保证流过每只LED的电流相同，亮度一致，是目前常用的结构。 当采用串联型的驱动方式时，如果其中一个或几个LED发生故障而断路(短路对电路影响较小可忽略)，会使电路发生断路而不能正常工作。为了避免此缺陷，可在每个LED两端反向并联一个稳压管(如图l所示)，当某个LED灯珠发生断路时，其并联的稳压管投人工作，保证了串联灯珠电流不变。要注意的是，稳压管的稳压值要比LED的导通电压要高，否则并联的稳压管会分流掉一部分电流而使LED将变暗甚至不亮。
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本文采用串联驱动方式，其LED线性恒流控制电路如图2所示。
图中，Vz1、Vz2、VQ1、VQ2、R1、R2构成线性恒流源，它保证了流过每只白光LED的电流相同，得到均匀的亮度。LED驱动电源采用市电直接整流滤波，得到控制LED的直流工作电压，无需升压或降压处理，故电源驱动电路简洁，且电源效率高。所使用的LED是高亮度的白光LED(工作电压范围为：3．0～3．2V)，利用94个LED灯珠组成LED日光灯。 下面，进行线性恒流源电路的工作原理分析，电路采用互补型两端恒流源结构，如图3所示。