一種線性恒流的LED驅(qū)動電路設(shè)計(jì)

從圖5可以看出，當(dāng)電源輸入電壓在200～220 V區(qū)間時(shí)，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小；從圖6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(shí)可達(dá)到98．31％。
當(dāng)電源輸入電壓Ui(AC)高于220 V時(shí)，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(shí)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驅(qū)動電路的重要指標(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(shí)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(shí)，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(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7、圖8所示。

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(shí)其電壓變化量也很小，且在這個時(shí)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(bǔ)恒流電路應(yīng)用LED的恒流驅(qū)動電路中，實(shí)驗(yàn)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?yàn)長ED提供一個良好的工作條件。此外，實(shí)驗(yàn)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，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意根據(jù)具體電路的工作電流來進(jìn)行電路參數(shù)的匹配。