一種新穎的大功率LED燈驅(qū)動電路

4 新穎的驅(qū)動電路設(shè)計

開關(guān)電源反饋控制的實際是輸出電壓，對輸出電流控制不太容易做到精確，且單純開關(guān)電源控制有偏差時易損壞LED燈;線性電路效率不高。

基于以上原因，本文設(shè)計了一新穎的LED驅(qū)動電路，該電路以單端反激式開關(guān)電源作為前級控制，線性的壓控制恒流源作為控制的后級。市電經(jīng)單端反激式電源變換后可得到直流電壓輸出，該輸出作為后級的壓控制恒流源的輸入。由于壓控制恒流源的輸入電壓是由高效率的單反激式開關(guān)電源供電，壓控制恒流源精確控制LED的同時可在較大范圍改變其恒流源的輸入電壓，故效率和精度都有保證，且可由市電供電。同時，兩級控制不易損壞LED燈。

系統(tǒng)電路如圖2所示。圖中變壓器T1、開關(guān)管Q1、二極管D1和電容C1構(gòu)成單端反激式開關(guān)電源;運算放大器U1、U2和功率管Q2等器件構(gòu)成壓控制恒流源;單片機STC89C51為核心控制器件?；叶戎底兓瘯r，單片機根據(jù)其得到的灰度值產(chǎn)生一相應(yīng)的亮度控制電壓。亮度控制電壓加在U1的同相輸入端，U1的反向輸入端是經(jīng)U2得到的LED的電流信號，R12為電流檢測電阻。U1的輸出電壓即為MOS管Q2的控制電壓，由運算放大器虛短概念知，U1的反向輸入電壓要等于其正向輸入端上的電壓，也就是穩(wěn)定時R12上的電流受亮度控制電壓的控制，而不隨負(fù)載的變化而變化。單片機根據(jù)其得到的灰度值產(chǎn)生一相應(yīng)的亮度控制電壓的同時還產(chǎn)生一PWM信號，該PWM信號與 TL431上的信號相遇后去控制Q1的開關(guān)，然后單片機根據(jù)得到的LED電流信號，改變PWM信號的占空比，改變開關(guān)電源的輸出電壓，也即改變恒流源的輸入電壓使功率管Q2上的電壓減少，使其在輸出電流不變的情況下工作在可調(diào)電阻區(qū)或接近于可調(diào)電阻區(qū)，以提高效率。TL431是三端可調(diào)分流基準(zhǔn)，在這里TL431及其相應(yīng)電相的存在是為了限制開關(guān)電源的最高輸出電壓，進一步提高系統(tǒng)的安全性。

光線相對較好時，單片機根據(jù)得到的灰度值，控制其輸出的亮度控制電壓，使恒流源的輸出電流相對較小，可達到節(jié)能效果。圖2中單片機輸出的亮度控制電壓要經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換才能供給恒流源，圖2未畫出D/A部分。

5 總結(jié)

驅(qū)動電路采用開關(guān)電源作為控制的第一級，壓控制恒流源作為控制的第二極，結(jié)合了二者優(yōu)點，效率和控制精度上都有保證，且可由市電直接供電，兩級驅(qū)動，安全性高，不易損壞價格較高的LED燈。實驗表明，該系統(tǒng)效率可達83%以上，功率和單端反激式開關(guān)電源相同，很值得推廣。