CN202059637U

CN202059637U - 采用晶体三极管用于led恒流及高温限流驱动电路

Info

Publication number: CN202059637U
Application number: CN2011201499127U
Authority: CN
Inventors: 邹杰
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2021-05-12

Abstract

本实用新型涉及一种LED恒流及高温限流驱动电路，属于电子科技领域。本实用新型的发明目的是：解决现有技术在LED应用领域里的不足。一种采用晶体三极管用于LED恒流及高温限流的驱动电路，包括电源、一组串联LED发光二极管、调整管、反馈管，偏流电阻、限流电阻组成，调整管基极偏流电阻、同为反馈管集电极电阻，反馈管基极电阻、同为调整管射极电阻即限流电阻，串联发光二极管两端，阳极接电源正极，阴极与调整管集电极连接，调整管基极偏流电阻，一端接电源正极、另一端连接调整管基极，同为反馈管集电极电阻，反馈管基极电阻，一端与调整管射极，反馈管基极共连，另一端与反馈管射极共连后，接入电源负端形成回路。

Description

采用晶体三极管用于LED恒流及高温限流驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种LED恒流及高温限流驱动电路，适用于新能源LED照明、大型电子广告、及用于LCD背光源的LED恒流高温限流驱动，属于电子科技领域。

背景技术

目前，LED在家用电器、仪器仪表、大型电子广告、新能源LED照明等领域中得到了广泛应用。但是，单颗LED应用不能体现其效果，多颗LED使用需要解决驱动问题。而目前来说，LED的驱动方式，一般有两种：一种是恒压驱动，以提供给LED稳定或恒定的工作电压来实现驱动LED的目的，由于LED是电流控制型器件，且LED正向导通电压随温度升高而下降，稳压、恒压的控制效果不佳，而且恒压驱动对LED的稳定性、可靠性差。另一种方法是恒流驱动，这种驱动方式是给LED提供恒定的工作电流，为此，现有市场中多数LED驱动方案，多数采用开关电源式恒流方式供电，然而，使用单位为了降低成本，通常会将多个LED并联，这样，虽然LED并联后的总电流是可以被恒定，但是存在着并联LED的不同支路电流分配不均匀的弊端。无论这些LED本身有多么一致的均匀性，以这样简单并联的方式LED工作一段时间之后，由于LED的负温度系数，温度升高、Vf下降，如果不能有效地均匀分配LED电流，一旦其中某个LED支路的电流增大，就会因为负温度系数效应，这一支路的电流将进一步增大，形成恶性循环，使得整个LED的稳定性大大降低，造成LED损坏或使用寿命大大缩短。寻找一种兼顾成本和可靠性的驱动方案，提高***稳定性显的更为重要。

发明内容

本发明的发明目的是：为加快我国经济建设步伐，走科技创新之路，解决现有技术在LED应用领域里之不足，本实用新型提供一种电路简单、经济实用、性能稳定、工作可靠、采用晶体三极管构成，用于LED恒流及高温限流电路。

为达到上述目的，本实用新型提供一种采用晶体三极管用于LED恒流及高温限流的驱动电路，包括电源、一组串联LED发光二极管、调整管、反馈管，偏流电阻、限流电阻组成，调整管基极偏流电阻、同为反馈管集电极电阻，反馈管基极电阻、同为调整管射极电阻即限流电阻，串联发光二极管两端，阳极接电源正极，阴极与调整管集电极连接，调整管基极偏流电阻，一端接电源正极、另一端连接调整管基极，同为反馈管集电极电阻，反馈管基极电阻，一端与调整管射极，反馈管基极共连，另一端与反馈管射极共连后，接入电源负端形成回路。

以下用电源为24V直流电压源为例说明电路的工作原理，相应的LED串联颗数为7颗，驱动电流为20mA, 本专利适用于任意直流电压源和与其匹配的相应的LED串联颗数，以及设置的驱动电流，对不同电压，LED颗数和不同电流的组合同样拥有权利。

所述一组串联LED发光二极管，本电路采用7颗LED串联于调整管集电极与限流电阻之回路，在24V电源供电时，每只二极管上压降在3.2V左右。它包括在负电压应用时，釆用二只PNP型三极管构成的LED恒流及高温限流驱动电路，其中只要将一组串联发光二极管两端连接极性对换，就能起到与权利要求1所述的，晶体三极管用于LED恒流及高温限流驱动电路的同样功能及效果。

它还包括一个外接PWM调光输入信号端口，通过外接输入调光信号，可对恒流源电路中串联的LED实现调光控制，扩展了电路功能。

晶体三极管，可根据恒流源提供电流的大小，分别选用不同功率的晶体管型号。

所述调整管、它工作于晶体管放大、饱和区，电路正常工作时，一般处于线性区到临界饱和状态，当某种原因使回路电压或电流发生波动时，由于反馈管的负反馈作用，维持了电路的原有工作状态，恒流状态。

所述反馈管、利用集电极输出的反相特性，构成电压负反馈回路当回路电压或电流波动时，由于反馈管集电极输出的反相特性，改变了调整管基极电位，从而使调整管回路电流得到恒定。

所述偏流电阻，它与反馈管集射极构成回路，形成偏流电路，提供给调整管偏置电流，用于建立和维持调整管的工作状态。

所述限流电阻，它串联于调整管集射极回路起着限流作用，对反馈管而言，它与调整管、一組串联LED、构成了反馈管基极分压电路，当该回路电压和电流发生波动时，流经限流电阻的电流或在限流电阻两端的电压都会发生变化，此变化转变成反馈管集电极的反相输出，控制了调整管集电极回路的电流，反馈平衡建立之后，通过电阻R2上的电流仅仅取决于如下关系

在所举的例中，

,

。

附图说明

图1、三极管恒流源工作原理图。

图2、加装恒流电路后电流对比效果图。

图3、三极管恒流电路负温度特性图。

图4、PWM调光电路接入图。

图5、釆用PNP型三极管应用图。

具体实施方式：

为了进一步了解用于LED恒流及高温限流驱动电路，下面结合附图，作进一步说明。图1电路分析： 1、vcc通过R1为T1提供工作偏流 T1饱和导通，LED上开始有电流Id流过，所述LED由7颗发光二极管串联而成。2、取样电阻R2上电流Ir≈Id、当R2上电压接近T2的BE结导通电压时，T2开启。3、T2集电极电流Ic2对流入T1的基极电流分流，Ib1=Ibias-Ic2、T1进入放大区，CE电压升高、Id下降。4、反馈平衡建立之后，负载上的电流与供电电压无关，与負载特性无关。仅仅取决于三极管的BE初始导通电压和取样电阻的阻值之商。

图1、原理如下：R1为T1提供偏流、T1为调整管、T2为反馈管、T2的VBE导通电压约为0.6V、R2为电流取样电阻。

当温度升高之后、VBE下降、VBE的温度系数约为每摄氏度负0.3％，可以方便调整R2阻值、以获得所需的电流。

图2、是加装恒流电路后电流对比效果图，以20mA驱动为例。从图中可以明显看出二条曲线特性，没有加装恒流电路的情况下，随电压及温度的变化，电流快速升高。而加有恒流电路后，电流在20MA左右，是一条平稳的直线，这就是恒流电路起到了恒流作用。

图3、是三极管恒流电路负温度特性图。以三个20mA驱动并联为例。三极管恒流的负温度特性，对提高LED光通维持率和寿命有很大作用。三极管恒流源的温度系数约为每摄氏度-0.33%，在工作温度变化范围30度，恒流电流值变化大约是-10%。三极管恒流源的负温度特性，非常适合驱动LED。三极管恒流源可以在温度较高时候，降低驱动电流，为LED降低电应力，以確保二极管的光通维持率和寿命。

图4、是PWM调光电路接口图。只需要在反馈管T2的集电极上接入一个PWM调光限流电阻，即可实现PWM调光。调光时，仍然保持了原三极管恒流源电路的优势，扩展了电路使用功能。图5、是负电压应用时，采用PNP型三极管构成恒流源电路，与图1所述电路的工作原理，功能、效果完全一样，只需将一组串联发光二极管两端的极性对换，就实现了恒流源之功能。

本案所述釆用晶体三极管构成的LED恒流及高温限流驱动电路，不限晶体管型号，根据恒流源提供的电流大小，和三极管的热应力和散热条件，可选用小功率、中功率管或大功率管。

Claims

1.一种采用晶体三极管用于LED恒流及高温限流驱动电路，其特征是：包括一组串联LED发光二极管、调整管、反馈管，偏流电阻、限流电阻组成，调整管基极偏流电阻、同为反馈管集电极电阻，反馈管基极电阻、同为调整管射极电阻即限流电阻，串联发光二极管两端，阳极接电源正极，阴极与调整管集电极连接，调整管基极偏流电阻，一端接电源正极、另一端连接调整管基极，同为反馈管集电极电阻，反馈管基极电阻，一端与调整管射极，反馈管基极共连，另一端与反馈管射极共连后，接入电源负端形成回路。

2.根据权利要求1所述一种采用晶体三极管用于LED恒流及高温限流驱动电路，其特征是，一组串联于调整管集电极回路的LED，它由多颗发光二极管组成。

3.根据权利要求2所述一种采用晶体三极管用于LED恒流及高温限流驱动电路，其特征是，所用电路采用直流电压源供电。

4.根据权利要求1所述一种采用晶体三极管用于LED恒流及高温限流驱动电路，其特征是，它包括在负电压应用时，采用二只PNP型三极管构成的LED恒流及高温限流驱动电路。

5.根据权利要求1所述一种采用晶体三极管用于LED恒流及高温限流驱动电路，其特征是，它还包括一个外接PWM调光输入信号，端口，通过外接输入PWM调光信号，可对恒流源电路中串联的LED实现调光控制。