小功率LED球灯驱动电路浅析

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1、小功率LED及其球灯驱动电路发光二极管(LED)是利用固态半导体芯片作为发光材料，当它两端加上正向直流电压后，半导体中的电子和空穴产生复合，放出过剩能量而引起光子发射产生可见光，它具有较高的光效和更高的可靠性，已成为现今照明中一种具有高效节能、录色环保、超长寿命等特点的新光源，正在大力推广应用。然而这些优越性能的实现，需要有完善的驱动电源与其配套。在实际应用中，由于驱动电源的设计及驱动方式选择不当，优势就无法体现，而且LED极易损坏。因此在设计制作LED灯驱动电源时，有必要知道LED的电流、电压特性。一、功率LED发光管的工作特性及其对驱动电源的要求LED灯驱动电路是依据L

2、ED发光管的特点和光电参数来设计的，图①示出了1WLED正向压降和照度随电流的变化曲线，从特性曲线看出：⑴发光强度由流过LED的电流决定的，电流小发光强度弱，电流过大会引起LED寿命衰减或损坏。根据LED电流电压的变化特点，确定合适的工作电流值，并采用恒流驱动方式是比较理想的。这样可避免因LED正向电压的改变而引起电流的变动，保证功率LED工作安全，同时恒定的电流使LED亮度稳定。⑵功率LED发光管与一般半导体二极管一样，正向导通压降随导通电流的变化并不大，一般正向电压UF在3.5V左右，（不同颜色的LED的导通电压不尽相同）。1WLED典型工作的正向电流取IF＝350mA

3、、对应的正向电压为UF＝3.4V±0.2V。由于LED的正向伏安特性非常陡，正向动态电阻很小，不宜直接用电压源供电，否则电压波动稍大，电流就会迅速增大到烧毁的程度。若用稳压方式供电，也要用稳压精度较高的稳压电源。LED的伏安特性也决定了它不能承受浪涌电压的冲击，因此驱动电源中要设有浪涌抑制电路。⑶由于LED工作时结温会逐渐升高，而LED的PN结是负温度系数(－2mV／℃)器件，如果不对驱动电路输出电流加以限制，流过LED的电流会随温度升高而增大，形成正反馈的结果，造成结温进一步升高，促使LED产生快速老化，最终可能烧毁。因此要求LED散热必须良好，驱动电路具有恒流输出的功能

4、。⑷功率LED的反向电压VR较小，一般反向击穿电压VR5V左右，反向漏电流IR≤30μA，若超过5V后进入反向击穿区IR将急剧增加而烧毁。1W白光LED技术参数列於右表：二、3W～5WLED灯驱动电路用市电驱动功率LED灯的驱动电源，需要解决降压、隔离、恒流外，还需具有过温、过流、短路、开路保护及抗电磁于扰等功能。并要求有较高的转换效率、较小的体积和较低的成本随着大功率LED灯普遍。在灯光装饰和照明中的应用，相应的驱动电路大量出现，其中较理想的LED驱动方式是利用集成芯片的PWM控制恒流方式，如图②2为例：该电路采用高频（25KHz～45KHz）PWM信号恒流控制白光LED

5、的亮度，利用体积很小的高频变压器T1来实现电压变换及电网隔离，T1与功率管Q1组成了高频单端反潋开关电源，所以电路本身消耗的能量很低。当输出过重或短路时，可自动进入间歇振荡保护模式，而保护自己不被损坏。这个1～5W小功率LED射灯驱动电路选用的JA02是一款超高性价比，低功耗的LED照明驱动电源控制芯片，主要用于目前流行的LED球灯的电源中，该芯片具有如下主要特点：①5％精度的恒流驱动，保证LED稳定工作；②5％的电压精度，确保输出电压的一致性；③IC内部高度集成了欠压锁定，前沿消隐等功能模块，并有LED开路、短路多重保护功能；④芯片具有负温度特性，随环境温度的升高，使流过

6、LED的电流逐渐变小，从而达到降低系统温度，有效保护灯具，延长灯具寿命。JA02驱动IC共有6个引脚，名称符号及功能如下：(1)脚CS电流采样输入端，连接到开关管Q1发射极电阻R3上；（2）脚FB电压反馈输入端，由变压器辅助绕组N2送来的反馈电压经电阻R4、R5分压(2.4～3.6V)后加於此端，它反映输出电压的大小。电路PWM占空比取决於这个反馈电压及（1）脚CS上电流反馈信号；（3）脚接地端；（4）脚OUT是外接开关管Q1的基极驱动信号；（5）脚VCCIC的电源(10～18V)；（6）脚悬空。图②是JA02的典型应用电路图。输入交流电压(90Y～265V)经过DB1桥堆

7、全波整流，电容C1滤波后，输出的直流高压U加到高频变压器的原边N1，再接到开关管Q1的集电极，变压器付边绕组N3降压输出，经二极管D3半波整流，C4滤波后驱动发光二极管LED，构成单端反激变换器。当高压开关管Q1被PWM脉冲激励而导通时，输入电压U便施加到高频变压器T1的原边绕组N1上，由于图中T1付边整流二极管D3反接，付边绕组N3没有电流流过；当Q1关断时，绕组N3上的电压极性颠倒，D3被正偏，Q1导通期间储存在T1中的能量便通过D3向负载释放。同时辅助绕组N2上的电压一路经过D2整流，C3滤波为IC提供Vcc