最簡單的恒流源LED驅(qū)動(dòng)電路

WMZD系列專門為LED照明做溫度補(bǔ)償?shù)碾娮?，采用熱敏電阻補(bǔ)償法的LED恒流源，具有電路簡潔，可靠性好，組合方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，適用各種LED頭燈，日光燈，路燈；車船燈，太陽能LED庭院燈；LED顯示屏等對(duì)恒流的需求。是專門針對(duì)LED照明出現(xiàn)的由于溫度引起的LEDPN結(jié)電壓VF下降，即-2mV/°C，稱為PN結(jié)的負(fù)溫效應(yīng)。該特性在發(fā)光應(yīng)用上是個(gè)致命的缺陷，直接影響到LED器件的發(fā)光效率、發(fā)光亮度、發(fā)光色度。比如，常溫25C時(shí)LED最佳工作電流20mA，當(dāng)環(huán)境溫度升高到85C時(shí),PN結(jié)電壓VF下降,工作電流急劇增加到35mA?37mA,此時(shí)電流的增加并不會(huì)產(chǎn)生亮度的增加，稱為亮度飽和。更為嚴(yán)重的是，溫度的上升，引起光譜波長的偏移，造成色差。如長時(shí)工作在此高溫區(qū)還將引起器件老化，發(fā)光亮度逐步衰減。同樣，當(dāng)環(huán)境溫度下降至-40C時(shí)，結(jié)電壓VF上升，最佳工作電流將從20mA減小到8mA~10mA,發(fā)光亮度也隨電流的減少而降低，達(dá)不到應(yīng)用場所所需的照度。為了避免上述特性帶來的不足，一般在LED燈的相關(guān)產(chǎn)品上，通常采用如下措施：1?將LED裝在散熱板上，或風(fēng)機(jī)風(fēng)冷降溫。采用恒流源的供電方式，不因LED隨溫度上升引起使回生電流增加，防止PN結(jié)惡性升溫?；蜻@兩種方法并用。實(shí)踐證明，這兩種方法用于大功率LED燈(如廣告背景燈、街燈)。確實(shí)是行之有效的措施。但當(dāng)LED燈進(jìn)入尋常百姓家就碰到如下問題了：散熱板和風(fēng)冷能否集成在一個(gè)普通燈頭的空間內(nèi)；采用集成電路或諸多元器件組成的恒流源電路，它的壽命不取于LED，而取決整個(gè)系統(tǒng)的某塊“短板”；有沒有吸引眼球的價(jià)格。用熱敏電阻補(bǔ)償法來解決LED恒流源問題，既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。我公司采用具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻(+2mV/C)與負(fù)溫度特性的LED(-2mV/C)串聯(lián)，互補(bǔ)成一個(gè)溫度系數(shù)極小電阻型負(fù)載。一旦工作電壓確定后，串聯(lián)回路中的電流，將不會(huì)隨溫度變化而變化，通俗地講，當(dāng)LED隨溫度升高電流增加時(shí)，熱敏電阻也隨溫度升高電阻變大，阻止了回路電流上升，當(dāng)LED隨溫度下降電流減小時(shí)，熱敏電阻也隨溫度下降電阻變小，阻止了回路電流的減少，如匹配得當(dāng)，當(dāng)環(huán)境溫度在-40C-85C范圍內(nèi)變化時(shí)，LED的最佳工作電流不會(huì)明顯變化，見圖1電流曲線II。2:應(yīng)用:從圖1可見，采用熱敏電阻溫度補(bǔ)償方法與采用集成電路等元件組成的恒源相比，熱敏電阻溫度補(bǔ)償法只用1個(gè)熱敏電阻元件就可解決LED恒流源問題，其價(jià)格、體積、壽命等優(yōu)勢(shì)不言而喻。我們采用的這種正溫度熱敏電阻WMZD，專為LED應(yīng)用而研制的，其常用規(guī)格見表1,下面介紹一下該熱敏電阻的應(yīng)用特性。20mALED恒流源WMZD-5A20的應(yīng)用我們可以用1只WMZD-5A20與5只LED(20mA)串聯(lián)組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元，它的LED恒流源電流20mA，工作電壓U=3V+5X=。3V是WMZD-A20電阻壓降，是LED的正向?qū)妷?或~,它的恒流特性見圖1中的電流曲線II。3.產(chǎn)品外形圖片應(yīng)用電路與制作注：用熱敏電阻解決LED因溫度變化而不能恒流的方案，使用本方案交流、直流電源均可，本方案不能解決供電電壓變化引起的LED電流變化，僅對(duì)電源電壓比較恒定的情況下有效，電壓波

動(dòng)范圍不能超過10%。如果電壓波動(dòng)超過10%應(yīng)采取相應(yīng)的穩(wěn)壓措施。比如220Vac(200Vac~240Vac)(交流電源只需要整流，不需要濾波)直流電電源~,超過這個(gè)電壓波動(dòng)范圍,要采用穩(wěn)壓措施。與一般LED恒流源相比，該標(biāo)準(zhǔn)單元有不怕負(fù)載開路的優(yōu)點(diǎn)，也不怕負(fù)載短路，當(dāng)短接5個(gè)LED后，回路電流急劇上升，引起WMZD溫升，WMZD阻值迅速增大，可有效阻止電流繼續(xù)上升。經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，負(fù)載短路后，短路電流可由130mA迅速下降到60mA的穩(wěn)定值，如在電源的允許范圍內(nèi)，不會(huì)損壞電源。由多個(gè)5A20標(biāo)準(zhǔn)單元的串聯(lián)組合，即可支持一定數(shù)量的LED，并獲得相應(yīng)的工作電壓，比如用10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元相串聯(lián)的電路，可支持50個(gè)LED，燈，工作電壓可接近200V。Model型號(hào)恒流電單元工作電流 壓R25(Q)單元電路規(guī)格WMZD-45A1515mA+VfX45755WMZD-5A2020mA3V+VfX5150WMZD-45A2020mA10V+VfX45500WMZD-5A3030mA3V+VfX5100WMZD-A100WMZD-B100100mA+VFA:引線型WMZD-C100B:不包封貼片型WMZD-A300WMZD-B300300mA+VF也可以直接驅(qū)動(dòng)一顆300mA大C:包封貼片型WMZD-C300功率LEDWMZD-A350WMZD-B350WMZD-C350350mA+VFF兩個(gè)WMZD-B350并聯(lián)可以直接驅(qū)動(dòng)一顆700mA的大功率LED規(guī)格書資料下載點(diǎn)擊下載WMZD熱敏電阻在LED恒流源中的應(yīng)用資料VF為LED20mA時(shí)的導(dǎo)通電壓100mALED恒流源WMZD-B100的應(yīng)用1只WMZD-B100與5只并聯(lián)的LED(20mA)串聯(lián)可以組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元，它的LED恒流電流為100mA,工作電壓U=+=,是WMZD-B100的電阻壓降，是LED后，短路電流可由600mA迅速下降280mA穩(wěn)定值。如果要增添LED的數(shù)量，可用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元并聯(lián)組合，如下圖2個(gè)B100并聯(lián)可以驅(qū)動(dòng)10個(gè)20mA的LED燈如果要提高工作電壓，可用多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)單元的串聯(lián)組合。如下圖2個(gè)單元串聯(lián)，供電電壓為一個(gè)單元的2倍，依次類推。WMZD-B100,WMZD-B300，WMZD-B350的擴(kuò)展應(yīng)用典型的電路連接方法見下圖，用2只B100電阻并聯(lián)擴(kuò)展成200mALED恒流源，用于200mA的大功率LED，：作電壓U=+VF。3只B100并聯(lián)可擴(kuò)展成300mA恒流源，用于300mA的大功率LED，工作電壓U=+VF,以此類推用2只B300電阻并聯(lián)擴(kuò)展成600mALED恒流源，用于600mA的大功率LED，工作電壓U=+VF。3只B300并聯(lián)可擴(kuò)展成900mA恒流源，用于900mA的大功率LED，工作電壓U=+VF,以此類推。WMZD的電流過補(bǔ)償保護(hù)特性熱敏電阻WMZD還具有電流過補(bǔ)償特性，即熱敏電阻的正溫變化率大于發(fā)光管的負(fù)溫效應(yīng)成為過補(bǔ)償，圖:所示是一條隨溫度上升而減少的下陡曲線。這一點(diǎn)與LED的另一典型特性是一致的，即允許電流在40°C后隨溫度上升相應(yīng)減少，使LED的功耗控制在額定范圍內(nèi)，確保LED的最長壽命。WMZD電流過補(bǔ)償保護(hù)特性，正好可以滿足LED對(duì)電流的要求，這也是一般的LED恒流源不具備的。過補(bǔ)償保護(hù)應(yīng)用在以下幾處更顯優(yōu)勢(shì)：1.全年或每天環(huán)境溫差大，如室外照明的街燈、廣告燈、車燈；2.低電壓大電流LED燈(WMZD-B100具有低內(nèi)阻、小壓降)；3?價(jià)高的大功率LED單個(gè)保護(hù)。WMZD過補(bǔ)償保護(hù)特性的典型應(yīng)用電路接法見圖4,與標(biāo)準(zhǔn)單元串聯(lián)一個(gè)相同型號(hào)的WMZD熱敏電阻，即可發(fā)揮過補(bǔ)償作用，如果增加2個(gè)或3個(gè)WMZD熱敏電阻會(huì)加深補(bǔ)償作用，但如果實(shí)償太深，常溫下LED電流地低會(huì)影響發(fā)光效率。我們可以通過實(shí)驗(yàn)，選出保護(hù)功能與發(fā)光效率兼顧的最佳方案。下圖為，采用2R和3R的電流溫度對(duì)照?qǐng)D。該電流特性正好滿足了LED在40C以上電流相應(yīng)的減少，使LED的功耗在而定的范圍內(nèi)，確保最長壽命。應(yīng)用問答問1、用單元電路進(jìn)行積木式組合時(shí)對(duì)電路的要求。答：由N個(gè)單元電路串聯(lián)后的工作電壓之和，確定直流電源的輸出電壓，由N路單元電路的電流之和確定直流電源的輸出電流，如采用輸入電壓有較大變化的220VAC/DC轉(zhuǎn)換的直流電源，請(qǐng)考慮穩(wěn)壓措施。問2、WMZD單元電路中的LED數(shù)目能否增減，會(huì)影響恒流特性嗎?答：型號(hào)WMZD-A20WMZD指驅(qū)動(dòng)型正溫?zé)崦酎c(diǎn)電阻，A指串聯(lián)，20指20mA，這是最佳組合，如串聯(lián)3只或4只LED恒流曲線是一條下陡的曲線（過補(bǔ)償曲線）完全可以應(yīng)用；如串聯(lián)6只或7只LED恒流曲線是一條上翹的曲線（欠補(bǔ)償曲線），組合后進(jìn)行檢測(cè)，如在高溫80°C時(shí)，回路電流不超過25mALED的最大值仍然可以用，新組合單元的工作電壓U=3V+VfXN工作電流20mA。型號(hào)WMZD-B100WMZD指驅(qū)動(dòng)型正溫?zé)崦酎c(diǎn)電阻，B指并聯(lián)，100指100mA，這是最佳組合，如并聯(lián)3只或只LED恒流曲線是一條下陡的曲線（過補(bǔ)償曲線）完全可以應(yīng)用；如并聯(lián)6只或7只LED恒流曲線是一條上翹的曲線（欠補(bǔ)償曲線），組合后進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)，回路電流在高溫80C時(shí)還在額定值內(nèi)仍然可用，新組合單元的工作電壓這樣確定，用可調(diào)式直流電源接入新組成的單元電路，將回路的電流調(diào)到最佳值（N個(gè)LED電流值之和），對(duì)應(yīng)的電壓即工作電壓U。問3、采用標(biāo)準(zhǔn)直流電源24V、12V、9V、時(shí)如何組和應(yīng)用答：原則上先考慮單元電路的串聯(lián)個(gè)數(shù)，后選擇LED的VF電壓。例112V電源：應(yīng)采用3個(gè)WMZD-B100單元電路串聯(lián)，單元電路典壓為12V/3=4V,（B100的壓降）二應(yīng)選用或者的LED（該方也法適用于24V電源）。例2電源：應(yīng)采用1個(gè)WMZD-B100單元電路串聯(lián)，單元電路典壓為的壓降）二，應(yīng)選用或者的LE（該方法適也用于9V電源）。問4、電源和VF二的LED有沒有選擇的余地？如何組合？答：應(yīng)采用1個(gè)WMZD-B100單元電路，它的工作電壓為+（B100的壓降）二，在串聯(lián)上一個(gè)單獨(dú)的WMZD-B100電阻，總電壓為+（B100的壓降）=，完全可以接入標(biāo)準(zhǔn)電源，它的恒流曲線是一條下陡的曲線（過;償曲線）完全可以應(yīng)用。（參見圖3過補(bǔ)償曲線）問5、組合后的LED燈如何測(cè)試它的效果？答：采用熱敏電阻補(bǔ)償法的LED恒流源，具有電路簡潔，組合方便，適用于各種需求。應(yīng)用中的檢,方法也很簡單，只用一支電流表串在回路中，在常溫20cs30c時(shí)調(diào)好最佳工作電流（20mA或者30mA），并做好記錄，在低溫-40C記下電流值，在高溫80C寄下電流值，三點(diǎn)溫度對(duì)比一般電流誤差值在10%以內(nèi)，即為合格。利用溫度表、冰箱、暖風(fēng)機(jī)或者電吹風(fēng)就可以把制作好的LED燈性能進(jìn)行檢驗(yàn)，該應(yīng)用組合變化無窮，可自我鑒定，相信你會(huì)把它應(yīng)用的更好問6、如何在市電220V中直接使用WMZD熱敏電阻對(duì)LED進(jìn)行恒流控制？答：如果電網(wǎng)電壓波動(dòng)不超過7%，即可不使用穩(wěn)壓電路，超過7%就要進(jìn)行穩(wěn)壓處理，成本將大大增加。按照下圖接好電路，用萬用表mA檔串入電流校測(cè)點(diǎn)中，接通220V市電，串聯(lián)回路電流應(yīng)在18-22MA時(shí)即合格,如偏差較大如15MA和25MA是因所選用的LED電壓差異，可在最后一組單元里增、減LED數(shù)量，達(dá)到20MA左右的額定值。用調(diào)壓器將220V升至235V倍），串聯(lián)回路電流不應(yīng)大于25mA,如大于25mA,應(yīng)增加LED題數(shù)，直至將電流降到25mA以下?？梢悦}動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光,不會(huì)產(chǎn)生頻閃現(xiàn)象,不需用電容濾波,不用電容可防止因電容擊穿造成短路故障。4.制成產(chǎn)品后，可用電熱吹風(fēng),溫度計(jì)升溫到80C觀察電流變化，不大于25MA即合格.點(diǎn)擊鏈接WMZD熱敏電阻在LED恒流源中的應(yīng)用文庫正溫度熱敏電阻WMZD-45A20和WMZD-45A15,是南京華巨電子有限公司新近專為LED應(yīng)用研制，它采用交流110V,220V電源，支持45顆LED以上的設(shè)計(jì)，組合.功率因數(shù)接近1,效率達(dá)到90%以上（電阻消耗功率僅占10%以下）.廣泛應(yīng)用于LED球燈，頂燈，燈串，庭院燈，日光燈.110V交流供電C:uF/400V R:45A20LED:20mA/交流110V電源經(jīng)橋式整流，濾波，直流輸出145V.熱敏電阻R選45A20,LED選20mA/，45只串聯(lián).計(jì)算串聯(lián)后的工作電壓=熱敏電阻45A20壓降+LED/VFX45=10V+X45=145V.工作電壓與電源直流輸出電壓相同.當(dāng)環(huán)境溫度在-40-°C-+70°C變化時(shí),LED電流始終恒流在19—21mA之間.如VF值的離散性而引起電流偏離較大,可增減LED個(gè)數(shù).達(dá)到設(shè)計(jì)值.如LED選20mA/,宜用41只串聯(lián)，計(jì)算工作電壓=10V+X41=,與電源直流輸出電壓基本相同，當(dāng)環(huán)境溫度在-40-C-+70C變化時(shí)LED電流始終恒流在19--21mA之間.重要提示，本電路因供電電壓的波動(dòng)，會(huì)引LED的電流變化,如電壓波動(dòng)在10%以內(nèi)時(shí)，無需考慮穩(wěn)壓措施220V交流供電C:uF/400V R:45A20 LED:20mA/交流220V電源經(jīng)橋式整流，濾波，直流輸出290V.熱敏電阻R選45A20,2只串聯(lián)，LED選20mA/,90只串聯(lián).計(jì)算串聯(lián)后的工作電壓=熱敏電阻45A20壓降X2+LED/VFX90=10VX2+X90=290V.工作電壓與電源直流輸出電壓相同.當(dāng)環(huán)境溫度在-40-°C-+70°C變化時(shí),LED電流始終恒流在19—21mA之間.如VF值的離散性而引起電流偏離較大,可增減LED個(gè)數(shù).達(dá)到設(shè)計(jì)值.如LED選20mA/,宜用80只串聯(lián)，計(jì)算工作電壓=10VX2+X82=，與電源直流輸出電壓基本相同，當(dāng)環(huán)境溫度在-40-C-+70C變化時(shí),LE