一種新穎的大功率LED燈驅動電路

4 新穎的驅動電路設計

開關電源反饋控制的實際是輸出電壓，對輸出電流控制不太容易做到精確，且單純開關電源控制有偏差時易損壞LED燈;線性電路效率不高。

基于以上原因，本文設計了一新穎的LED驅動電路，該電路以單端反激式開關電源作為前級控制，線性的壓控制恒流源作為控制的后級。市電經單端反激式電源變換后可得到直流電壓輸出，該輸出作為后級的壓控制恒流源的輸入。由于壓控制恒流源的輸入電壓是由高效率的單反激式開關電源供電，壓控制恒流源精確控制LED的同時可在較大范圍改變其恒流源的輸入電壓，故效率和精度都有保證，且可由市電供電。同時，兩級控制不易損壞LED燈。

系統電路如圖2所示。圖中變壓器T1、開關管Q1、二極管D1和電容C1構成單端反激式開關電源;運算放大器U1、U2和功率管Q2等器件構成壓控制恒流源;單片機STC89C51為核心控制器件。灰度值變化時，單片機根據其得到的灰度值產生一相應的亮度控制電壓。亮度控制電壓加在U1的同相輸入端，U1的反向輸入端是經U2得到的LED的電流信號，R12為電流檢測電阻。U1的輸出電壓即為MOS管Q2的控制電壓，由運算放大器虛短概念知，U1的反向輸入電壓要等于其正向輸入端上的電壓，也就是穩定時R12上的電流受亮度控制電壓的控制，而不隨負載的變化而變化。單片機根據其得到的灰度值產生一相應的亮度控制電壓的同時還產生一PWM信號，該PWM信號與 TL431上的信號相遇后去控制Q1的開關，然后單片機根據得到的LED電流信號，改變PWM信號的占空比，改變開關電源的輸出電壓，也即改變恒流源的輸入電壓使功率管Q2上的電壓減少，使其在輸出電流不變的情況下工作在可調電阻區或接近于可調電阻區，以提高效率。TL431是三端可調分流基準，在這里TL431及其相應電相的存在是為了限制開關電源的最高輸出電壓，進一步提高系統的安全性。

光線相對較好時，單片機根據得到的灰度值，控制其輸出的亮度控制電壓，使恒流源的輸出電流相對較小，可達到節能效果。圖2中單片機輸出的亮度控制電壓要經D/A轉換才能供給恒流源，圖2未畫出D/A部分。

5 總結

驅動電路采用開關電源作為控制的第一級，壓控制恒流源作為控制的第二極，結合了二者優點，效率和控制精度上都有保證，且可由市電直接供電，兩級驅動，安全性高，不易損壞價格較高的LED燈。實驗表明，該系統效率可達83%以上，功率和單端反激式開關電源相同，很值得推廣。