一种新型LED驱动电路设计
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引言
LED具有低功耗、无污染的特点，是节约型的绿色光源,是照明领域的发展趋势［七LED驱动电路是介于电网电压与LED之间的电源适配器，需满足高可靠性、高效率、高功率因数等特点，还需要对LED起一定的保护作用。因此，为充分发挥LED的优势，需配备相应的恒压恒流驱动电路。本文设计了一种性价比高的新型LED驱动电路，该电路采用光耦与电压跌落补偿电路保证恒压恒流特性。此电路还具有电压可调的特点，可驱动工作电流在20〜40mA的发光二极管。
1电路结构与原理
本文设计的电路主要由滤波电路、调压电路、光耦恒流电路三个部分组成。输入电压为220V电网电压，输出为恒定电压电流，此电路适用于普通LED灯具。LED驱动电路如图1所示。
图1LED驱动电路图
其中，第一部分为滤波电路，用于抑制电网谐波与干扰,由C1〜C6与TR1组成双向EMI滤波电路；第二部分为调压电路，通过选择合适的L1和TR2参数，满足使用需求；第三部分为恒流控制电路，输出与所驱动LED相接。图1中，BR1为桥式整流电路，用于检测整流效果，衔接调压电路。下面详述三个主要电路。
1.1滤波电路设计
滤波器由C1〜a与TR1组成双向电磁干扰（EMI）滤波器。其中，TR1为共模电感，选择磁导率高、高频性能好的共模电感可以有效抑制共模噪声C，C2,C5,C为共模电容,用于抑制高频共模干扰信号；C3,C4为差模电容，用于抑制电网中的差模噪声叫此滤波电路不仅能够抑制电网存在的外部电磁干扰，还能避免驱动电路向外部发出噪声干扰。
EMI滤波参数选择：共模电感选择要求磁导率高，高频性能好。电感大小视额定电流选择。共模电容取值范围为2000〜6400pF,差模电容取值范围为0.1〜1uF。本文的参数设计为，共模电感5mH/100Mhz,共模电容3000pF,差模电容取值1uF。
1.2调压电路设计
本文设计的调压电路为阻感性负载的交流调压电路,等效电路如图2。其中L为电感L1，C为CC9,C10等效电容,R为剩余所有元件等效电阻，要求R1麻。
图2调压电路等效电路图
由等效电路知调压负载电流应满足:
其中，uc为电解电容最大储能值。
解得：
其中：£0。为初始频率，£0为输出频率，d=』~—~B为输出电压滞后输入电压角度。
在本电路中，等效电路£1=1500mH时，经调压电路输出的电压幅值为55V，输出频率为100Hz。输出电压接近正弦波，在幅值附近近似线性。
1.3恒压恒流电路
在恒压恒流恒流电路中，D1，D4,Ra，R10,R22组成电压控制电路，Q1，R4与Rs组成电压跌落补偿控制电路,R6,R与U1组成恒流控制电路。Lu与C14使驱动电路与负载电路隔离开来，避免相互影响叫
恒压工作原理：电路正常工作时，输入电压经D2,R3,Rs，R4为Q1提供基极偏执电流，输出电压为Rs压降与稳压管D4之和。当电压发生跌落情况，负载电流通过R3，由此在R3上产生的压降使D1导通，经过R22,为Q1提供基极偏置电流,使得负载电流增加，输出电压增加，补偿电压跌落直至电路正常工作，由此保证电路输出电压恒定。
恒流工作原理：恒流电路可以根据需求预先设定恒流电流大小。当U1引脚1上输出电流没有达到恒流设定点,R压降很低，接近于地，此时光耦不发挥作用，为电流输出。当U1引脚1上输出电流到达设定点，集电极端r7上压降增大，此电压经过电阻R6转换为电流又增加到引脚1端，使输出电流趋于稳定，稳定电流与设定恒流电流相等。
2调压电路仿真测试
在电压输出端接3盏LED,串联电阻为1kQ。将调压电路输出端接示波器信号A,将恒压恒流电路输出端接示波器B,示波器上得到波形如图3(其中黑色为信号A,红色为信号B),调整电感L1，得到调压电路测试数据如表1。由表1可知，电感L1在500〜2000mH之间变化时，驱动电路输出电压在55.5〜20.5V内连续可调。
3恒压恒流电路仿真测试
在测试中电感L1固定不变(本文L1=1000mH),即调压电压输出端不变，电流输出端串联1盏LED,将恒流恒压电路输出端接示波器信号A,在电流输出端接电流探针。调整电源电压在±10%内波动，得到恒流恒压电路测试数据如表2。由表2可以看出，输入电压在±10%内波动时，输出电流波动不超过5%,输出电压波动不超过9%,满足LED驱动电路设计要求。
本文设计了一种新型LED驱动电路，此电路不仅具有较好的恒流恒压特性，还具有输出电压可调的特点，且输出电压与输出电流端都与驱动电路相互隔离，避免驱动电路和LED负载电路相互影响。测试结果表明，在电网电压波动±10%内，输出电压与电流波动在4%和8%之间，电感在500〜2000mH范围内变化时，相应输出电压变化范围为20.5〜55.5V之间，满足LED驱动电路的使用要求。
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