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怎樣設(shè)計LED線性恒流驅(qū)動電路

作者: 時間:2012-07-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
2 測試實驗結(jié)果及分析

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/176737.htm

  測試接線如圖2所示,通過調(diào)節(jié)自耦變壓器改變電壓以模擬電網(wǎng)電壓的變化。通過模擬電網(wǎng)電壓的波動,測試此恒流控制在實際電網(wǎng)中的工作特性,觀察的工作電流是否會隨著外部電壓的波動而發(fā)生大的波動,并對此在不同電壓下的效率和的結(jié)溫進行了實際的測試。

  2.1 正向電流隨輸入電壓變化的特性

  圖4是LED燈珠串工作電流與電源電壓關(guān)系曲線。

  電源電壓與LED電流的關(guān)系曲線

  圖4 電源電壓與LED電流的關(guān)系曲線

  當(dāng)電源電壓Ui從220V增大到250V時,整流后的直流電壓由310 V變?yōu)?50 V,而LED燈珠串的工作電流,If從20mA變化到21.5 mA,只變化了1.5 mA。因此可以看出,有很好的恒流效果,保證了LED目光燈亮度的基本穩(wěn)定。

  2.2 輸入電壓變化對電路參數(shù)的影響

  圖5、圖6是隨著輸入電壓變化,加在LED工作電路上的直流電壓與加在LED燈珠串上的電壓及恒流源承擔(dān)電壓的變化情況。從圖5、圖6可以看到,輸入電壓經(jīng)整流后,形成的直流電壓由LED燈珠串與恒流源分壓,LED燈珠串上的分壓越多,表明輸入電壓的效率越高,因此通過圖6的分析,可看出本LED電路的電源效率較高。

  輸入電壓變化對電路的影響

  圖5 輸入電壓變化對電路的影響

   輸入電壓變化與電源效率的關(guān)系

  圖6 輸入電壓變化與電源效率的關(guān)系

  從圖5可以看出,當(dāng)電源輸入電壓在200~220 V區(qū)間時,通過整流濾波后的直流電壓Ui(DC)大部分都加載在LED的兩端,而恒流控制電路分壓較?。粡膱D6也可以看出電源輸入電壓小于或等于220 V,電源效率較高,220 V時可達(dá)到98.31%。

  當(dāng)電源輸入電壓Ui(AC)高于220 V時,隨著輸入電壓增加,LED兩端的電壓U(led)基本不變(291 V左右),輸入電壓增加的部分基本上由恒流控制電路的電壓U(恒)承擔(dān),這保證了單個LED的正向電壓基本不變(3.1 V),處于恒功率工作狀態(tài),電流及發(fā)光量維持了穩(wěn)定。

  2.3 輸入電壓變化對LED結(jié)溫的影響

  LED的光衰與結(jié)溫有很大關(guān)系,當(dāng)結(jié)溫升高時正向電壓下降,結(jié)電壓下降導(dǎo)致電流增大,增大的電流反過來又引起結(jié)電壓下降,形成一個惡性循環(huán)。結(jié)溫是光衰的一個重要原因,結(jié)溫越高越早出現(xiàn)光衰,壽命越短。因此結(jié)溫的變化也是考察一個電路的重要指標(biāo),這里采用了文獻(xiàn)的方法測量結(jié)溫:

  

  其中,Tj(LED)是LED結(jié)溫,TO是測試的環(huán)境溫度(20℃),VO是LED的初始正向電壓,VT是LED的熱平衡后的正向電壓(1小時后測定),K是LED的溫度系數(shù)(-2mV/℃),具體測量是改變輸入電壓,在不同輸入電壓下,先讓LED燈充分冷卻,測量LED兩端總電壓,該電壓為U(led 初),過1個小時,在相同輸入電壓的條件下再次測量LED總電壓,該電壓為U(led 末),將U(led 初)除總LED個數(shù)即可得到單個LED的初始正向電壓VT,將U(led 末)除總LED個數(shù)即可得到單個LED的熱平衡后的正向電壓VO,帶入公式(2)求得LED的結(jié)溫,實驗結(jié)果如圖7、圖8所示。

  不同輸入電壓下LED電壓變化

  圖7 不同輸入電壓下LED電壓變化

  不同輸入電壓下LED結(jié)溫變化

  圖8 不同輸入電壓下LED結(jié)溫變化

  從圖7、圖8可以看出,電源輸入電壓Ui(AC)不同,但LED兩端的電壓基本保持不變,過一個小時其電壓變化量也很小,且在這個時間段內(nèi)結(jié)溫低低,單個LED的結(jié)溫基本不變或微小變化,所以此恒流源控制電路能保證LED的結(jié)溫基本穩(wěn)定且較小,可以減少光衰,有效提高LED日光燈的使用壽命。

  3 結(jié)論

  本文給出的電路結(jié)構(gòu)簡單可靠,創(chuàng)新之處在于把互補恒流電路應(yīng)用LED的恒流驅(qū)動電路中,實驗結(jié)果表明,該電路在輸入200~250 V變化的情況下,驅(qū)動電流變化僅為1.5 mA,LED結(jié)溫低于37℃。這是影響LED燈珠工作最突出的兩個關(guān)鍵參數(shù),表明該電路能夠為LED提供一個良好的工作條件。此外,實驗結(jié)果表明該電路在正常市電供電情況下(220 V)有很高的電源效率。該電路已用在1.2 m LED日光燈管上,使用效果良好,在過程中應(yīng)該注意根據(jù)具體電路的工作電流來進行電路參數(shù)的匹配。


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