LED 驅(qū)動(dòng)電路除了要滿足安全要求外,另外的基本功能應(yīng)有兩個(gè)方面,一是盡可能保持恒流特性,尤其在電源電壓發(fā)生±15%的變動(dòng)時(shí),仍應(yīng)能保持輸出電流在±10%的范圍內(nèi)變動(dòng)。二是驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)保持較低的自身功耗,這樣才能使LED 的系統(tǒng)效率保持在較高水平。
傳統(tǒng)的低效率LED驅(qū)動(dòng)電路:
圖1
圖1 是傳統(tǒng)的低效率電路,電網(wǎng)電源通過降壓變壓器降壓;橋式整流濾波后,通過電阻限流來使3 個(gè)LED 穩(wěn)定工作,這種電路的致命缺點(diǎn)是:電阻R 的存在是必須的,R 上的有功損耗直接影響了系統(tǒng)的效率,當(dāng)R 分壓較小時(shí),R 的壓降占總輸出電壓的40%,輸出電路在R 上的有功損耗已經(jīng)占40%,再加上變壓器損耗,系統(tǒng)效率小于50%。當(dāng)電源電壓在±10%的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí),流過LED 的電流變化將≥25%,LED 上的功率變化將達(dá)到30%。當(dāng)R 分壓較大時(shí),在電源電壓在±10%的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí),雖說能使輸出到LED 的功率變化減少,但系統(tǒng)效率將更低。
圖2
圖2是在圖1 的基礎(chǔ)上加了一個(gè)集成穩(wěn)壓元件MC7809,使輸出端的電壓基本穩(wěn)定在9V,限流電阻R 可用得很小也不會(huì)因?yàn)殡娫措妷旱牟环€(wěn)定造成LED 的超載。但是此電路除了保證LED 的基本恒定輸出外,效率還是很低的。因?yàn)镸C7809 和R1 上的壓降仍占很大比例,其效率僅為40%左右。
上述這類電路的應(yīng)用,系統(tǒng)總的每瓦輸出流明僅為20lm/W~25lm/W,是根本不能稱為節(jié)能的照明產(chǎn)品的。為了達(dá)到既能使LED 穩(wěn)定工作,又能保持高的效率,應(yīng)采用低功耗的限流元件和電路來使系統(tǒng)效率提高。
圖3
圖3 是采用集成恒流源NUD4001 的LED 驅(qū)動(dòng)電路,這一電路的顯著特點(diǎn)是當(dāng)電源電壓在±15%的范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí),輸出波動(dòng)≤1%,可稱為恒功率驅(qū)動(dòng)電路,另外這一IC 電路可在很低的串聯(lián)分壓下工作(即1 腳與輸出的各引腳之間的電壓在≥2.8V 時(shí)尚能工作),所以可保證在幾乎恒功率輸出的情況下,保持1 腳與輸出引腳之間的電壓在2.8V 左右就能使系統(tǒng)效率達(dá)70%左右。這一IC 電路的輸入電源可采用工頻交流,但最好采用鹵鎢燈電子變壓器作為前級,這樣能保證諧波和電源端子干擾都符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。當(dāng)電子變壓器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)Ⅱ類電器的隔離絕緣輸出時(shí),圖3 電路可用于Ⅱ類燈具中,并且輸出端可以做成可觸及式。
圖4
電路是直接采用電容作為限流元件,在此電路中,由于電容上的分壓幾乎達(dá)到了全部電源電壓,所以具有良好的限流特性,當(dāng)電源電壓在±10%波動(dòng)時(shí),輸出電流也在≤±10%內(nèi)波動(dòng),只要在設(shè)計(jì)中把LED 的額定值留有一定的裕量,就能保證在電源電壓波動(dòng)時(shí)LED 仍處于良好的工作狀態(tài)。由于電容的介質(zhì)損耗極小,所以電路的損耗很小,電阻R 的作用是在斷電時(shí),保證電容上的電壓能及時(shí)放掉,其阻值可≥3MΩ,每組串聯(lián)的LED 中,可加有一個(gè)IN4007 二極管,當(dāng)兩組串聯(lián)的LED 有一個(gè)內(nèi)部開路時(shí),另一組有可能被反向電壓擊穿,如串入一個(gè)IN4007 二極管,則可保護(hù)剩余的LED 不損壞,當(dāng)然IN4007 的加入也使效率略有下降,(當(dāng)輸出電流30mA 時(shí),IN4007 上的功耗約0.02W)。對于一體化小夜燈,可省略IN4007,此時(shí)這一驅(qū)動(dòng)電路效率≥90%。用此驅(qū)動(dòng)電路做成的LED 小夜燈,效率高于采用氣體放電光源的小夜燈,并且使用壽命遠(yuǎn)大于采用其它光源的小夜燈。此電路在30 個(gè)LED 串聯(lián)時(shí)還能穩(wěn)定工作。但是此電路輸出的光具有一定的頻閃(在50Hz 時(shí)有100Hz 的頻閃),不適用于運(yùn)動(dòng)物的照明場合,并且使用時(shí)LED 應(yīng)做成不可觸及,否則將影響安全。
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