大功率LED高頻驅動電路設計方案

　　3 高頻LED驅動電路

　　基于半導體恒流二極管的高頻大功率LED 驅動電路的結構圖如圖3 所示。其中Q1 為2THLXXX 系列恒流二極管， LD1 為LED, D1 為普通二極管（ 鍺管）。VCC 為直流電源， D1負極輸入為高頻脈沖。電路工作原理是當普通二極管D1 反向端為低電平時，2THL恒流二極管關斷， LED熄滅； 當普通二極管反向端為高電平時， 恒流二極管導通輸出一個大電流，LED點亮。由于人眼視覺障礙， 感覺不到LED 亮度變化。通過調整脈沖的占空比即可調節LED 亮度。

圖3 高頻大功率LED驅動電路結構圖

　　驅動1W 以上LED 時一般采用2THL300恒流二極管， 輸出電流為300~ 350mA, 最大使用電壓為20~40 V, 為了提供更大電流可以將多個恒流二極管并聯使用， 并聯以后輸出電流為各個恒流二極管標稱電流之和。2THL系列恒流二極管不同型號之間可以并聯使用（如一個2THL050 和一個2THL300并聯輸出電流為350~ 400 mA ）， 值得注意的是不同型號恒流二極管并聯以后， 最大使用電壓由標稱最大的恒流二極管決定。圖4 為恒流二極管并聯連接方式。由于2THL系列恒流二極管控制端與負極端存在一個PN結正向壓降約為0. 7 V, 為了使輸入高頻脈沖為0電平時恒流二極管完全關斷， D1應使用管壓降0. 2 V 的鍺材料二極管。

圖4 恒流二極管并聯連接方式圖

　　大功率白光LED 主要應用在裝飾照明、建筑照明、景觀照明及大屏幕顯示背光源等許多場合。在這些場合下， 宜采用工頻市電供電。白光LED的正向工作電壓范圍通常為3. 2~ 4 V, 若采用交流市電供電，必須先進行AC /DC 和DC /DC 兩步轉換。驅動20W以下的LED, VCC 可以采用簡易的開關電源。開關電源具有效率高、功耗小、輸出電壓穩定、體積小等特點。由于20W 以上的開關電源一般結構復雜、體積較大、制造成本較高， 因此驅動20 W 以上LED 時VCC宜采用工頻變壓器式線性直流電源。由于2THL恒流二極管的工作電壓范圍比較寬（ 3~ 40 V ） , 耐瞬間沖擊電壓100 V, 因此在設計工頻變壓器線性直流電源時可以簡化穩壓電路。鍺管D1負極端輸入除了高頻脈沖方波外， 還可以是其他類型的高頻信號。在實際應用中為了便于調光一般使用高頻方波脈沖信號。