【原创】LED电源次级恒流方案总结

随着LED照明现在越来越热，作为LED的生命支柱--LED驱动电源也越来越受到人们的关注。

一直听到有很多人这么说：LED电源是个特殊的电源，跟普通电源有很大的不同，所以做LED电源要找专业的LED电源工程师。

这种说法给LED电源蒙上了一层神秘的面纱，但作为做电源的专业人士，我们都知道LED电源其实没什么特别，其特点就是需要恒流限压，况且长期工作在满载情况下，所以对效率的要求比较高；有些电源由于结构尺寸的限制，对高度有要求。

下面我就试着就目前中小功率的LED照明电源，谈谈次级恒流的一些常见的方法来一个总结；不一定很全面，也不一定很深入，不过总算能对一些初入行的工程师有些帮助。

声明：电路并非所有的都是原创，贴出来是为了方便讨论，如果涉及到侵权问题，请及时告知本人，以便及时删除。

全部回复(734)

只看楼主

正序查看

倒序查看

心中有冰

2010-08-03 19:49

可以毫不夸张的说，LED驱动电源将直接决定LED灯的可靠性与寿命；作为电源工程师，我们知道LED的特性需要恒流驱动，才能保证其亮度的均匀，长期可靠的发光。

我们先来谈谈比较流行的TL431的几种恒流方式。

心中有冰

2010-08-03 19:51

1、单个TL431恒流电路

如上图，即是利用单个TL431恒流的示意图

原理：此电路非常简单，利用了431的2.495V的基准来做恒流，同样限制了LED上面的压降，但优点与缺点同样明显。

优点：

电路简单，元器件少，成本低，因为TL431的基准电压精度高，R12,T13只要采高精度电阻，恒流精度比较高

缺点：

由于TL431是2.5V基准，故恒流取样电路的损耗极大，不适合做输出电流过大的电源

此电路的致命缺陷是不能空载，故不适合做外置式的LED电源

大家可以先讨论下，怎样改进缺陷，明天我继续贴出改进型电路

geojion

LV.5

2010-08-03 20:49

@心中有冰

1、单个TL431恒流电路[图片]如上图，即是利用单个TL431恒流的示意图原理：此电路非常简单，利用了431的2.495V的基准来做恒流，同样限制了LED上面的压降，但优点与缺点同样明显。优点：电路简单，元器件少，成本低，因为TL431的基准电压精度高，R12,T13只要采高精度电阻，恒流精度比较高缺点：由于TL431是2.5V基准，故恒流取样电路的损耗极大，不适合做输出电流过大的电源此电路的致命缺陷是不能空载，故不适合做外置式的LED电源大家可以先讨论下，怎样改进缺陷，明天我继续贴出改进型电路

顶一下

林建良

LV.7

2010-08-04 08:29

@心中有冰

US20060066264 可以看一下Yamaha的專利,缺點就是431是2.5V,當電流大時

Current sensor電阻很燙

方式有2我明天再說,趕著10:00到LAB抓EMI,對不起

心中有冰

2010-08-04 08:57

@心中有冰

这个电路的恒流点计算相信大家都知道：ID=2.495/(R12//R13)

取样电阻R12，R13的功率为PR=2.495*2.495/R13)，对于小功率电源来说，这个功率的损耗相当可观，所以不建议采用此电路做电流大于200mA的产品

心中有冰

2010-08-04 09:02

@林建良

[图片]US20060066264 可以看一下Yamaha的專利,缺點就是431是2.5V,當電流大時Currentsensor電阻很燙方式有2我明天再說,趕著10:00到LAB抓EMI,對不起

谢谢林版主提供的专利电路，不过我这个电路跟那个专利电路还是有很大的差别

闲话少说，大家继续看帖

心中有冰

2010-08-04 09:05

2、单个TL431恒流改进型电路

如上图，即是利用单个TL431恒流的改进型示意图

原理：此电路同样是利用了TL431的2.495V的基准来做恒流，跟上面的电路不同点在于减少了电流取样电路的电压，只要合计设计R12,R13,R14的值，可以限制LED上面的压降

优点：

电路简单，元器件少，成本低，跟上面电路相比，显著降低了取样电阻的功耗，恒流精度很高，克服了上面的电路不能空载的致命缺陷，当有个别LED击穿时，可以自动调整输出电压

缺点：

当输出空载时，输出电压会有上升，上升幅度由电流取样电路电阻与R12,R13的比值决定

qinzutaim

LV.11

2010-08-04 09:20

@林建良

[图片]US20060066264 可以看一下Yamaha的專利,缺點就是431是2.5V,當電流大時Currentsensor電阻很燙方式有2我明天再說,趕著10:00到LAB抓EMI,對不起

我靠！这电路也能拿专利啊？早知道我就比它还早申请，气死它！

chunrol

LV.6

2010-08-04 11:16

@心中有冰

2、单个TL431恒流改进型电路[图片] 如上图，即是利用单个TL431恒流的改进型示意图原理：此电路同样是利用了TL431的2.495V的基准来做恒流，跟上面的电路不同点在于减少了电流取样电路的电压，只要合计设计R12,R13,R14的值，可以限制LED上面的压降优点：电路简单，元器件少，成本低，跟上面电路相比，显著降低了取样电阻的功耗，恒流精度很高，克服了上面的电路不能空载的致命缺陷，当有个别LED击穿时，可以自动调整输出电压缺点：当输出空载时，输出电压会有上升，上升幅度由电流取样电路电阻与R12,R13的比值决定

我也回一下这个电路的优点和缺点:

优点：当LED的数量是一定不变时，楼主说的优点就成立了。

缺点:当LED的数量有一个范围的时候，缺点就出现了。输出电流每增加或减少LED都会有所不同.

machi518

LV.4

2010-08-04 11:41

@心中有冰

不错，顶下，继续啊！见别人用过，自己没用过！

电子盲

LV.4

2010-08-04 12:32

@chunrol

我也回一下这个电路的优点和缺点:优点：当LED的数量是一定不变时，楼主说的优点就成立了。缺点:当LED的数量有一个范围的时候，缺点就出现了。输出电流每增加或减少LED都会有所不同.

继续关注学习

心中有冰

2010-08-04 13:39

@chunrol

看来兄弟真正理解了这个电路的设计思路

不要紧，后面我们还有相关的改进型电路陆续贴出来，希望继续关注

心中有冰

2010-08-04 13:46

@心中有冰

其实这个电路的真正缺点是：当单个LED的压降一致性不高时，恒流点也会相应发生变化。

比如最常见的12串的LED灯，最低压降为35.5V左右，最高回到37.4V左右（个人的经验，当然不同厂家的情况会不一样），那么恒流精度就会相差到5%-8%

理由我就不解释了，大家自己去分析吧

林建良

LV.7

2010-08-04 18:18

@qinzutaim

我靠！这电路也能拿专利啊？早知道我就比它还早申请，气死它！

若你們公司可以提出比他們更早的日期證明您早已量產的話,可以請貴司的法律顧問寫信到美國/日本將他們拉下來,造服眾生

林建良

LV.7

2010-08-04 19:13

@心中有冰

其实这个电路的真正缺点是：当单个LED的压降一致性不高时，恒流点也会相应发生变化。比如最常见的12串的LED灯，最低压降为35.5V左右，最高回到37.4V左右（个人的经验，当然不同厂家的情况会不一样），那么恒流精度就会相差到5%-8%理由我就不解释了，大家自己去分析吧

這提到的缺點,我個人覺得可以藉由阻值差異,將R12//R13值設計大於R15//R16數十倍,就可以解決,例如R15//R16為8 ohm,則R12//R13必須大於800 ohm,那麼8 ohm影響800 ohm就小很多

但是另一方面:

當參考電壓是2.5V而電流是1A情況,那R15//R16阻值2.5 ohm,功耗高達2.5W

可用簡單方式,采用CMOS的431其參考電壓為1.25V,但耐壓只有20V,反正都有ZD1,就用高一些的ZD1,如此功耗就由2.5W降至1.25W

chunrol

LV.6

2010-08-05 01:06

@林建良

這提到的缺點,我個人覺得可以藉由阻值差異,將R12//R13值設計大於R15//R16數十倍,就可以解決,例如R15//R16為8ohm,則R12//R13必須大於800ohm,那麼8ohm影響800ohm就小很多但是另一方面:當參考電壓是2.5V而電流是1A情況,那R15//R16阻值2.5ohm,功耗高達2.5W可用簡單方式,采用CMOS的431其參考電壓為1.25V,但耐壓只有20V,反正都有ZD1,就用高一些的ZD1,如此功耗就由2.5W降至1.25W

其实还有一个很好的解决方法:就是将R14分成两个电阻，中间用一个稳压管来把到REF的电压稳得，哪就在一定范围内都不会有恒流不准的问题，但这样做，新问题又出现了，就是空载电压不准!!不过对LED驱动来说，空载电压就等于放屁!