大功率LED高频驱动电路设计方案

　　3 高频LED驱动电路

　　基于半导体恒流二极管的高频大功率LED 驱动电路的结构图如图3 所示。其中Q1 为2THLXXX 系列恒流二极管， LD1 为LED, D1 为普通二极管（ 锗管）。VCC 为直流电源， D1负极输入为高频脉冲。电路工作原理是当普通二极管D1 反向端为低电平时，2THL恒流二极管关断， LED熄灭； 当普通二极管反向端为高电平时， 恒流二极管导通输出一个大电流，LED点亮。由于人眼视觉障碍， 感觉不到LED 亮度变化。通过调整脉冲的占空比即可调节LED 亮度。

图3 高频大功率LED驱动电路结构图

　　驱动1W 以上LED 时一般采用2THL300恒流二极管， 输出电流为300~ 350mA, 最大使用电压为20~40 V, 为了提供更大电流可以将多个恒流二极管并联使用， 并联以后输出电流为各个恒流二极管标称电流之和。2THL系列恒流二极管不同型号之间可以并联使用（如一个2THL050 和一个2THL300并联输出电流为350~ 400 mA ）， 值得注意的是不同型号恒流二极管并联以后， 最大使用电压由标称最大的恒流二极管决定。图4 为恒流二极管并联连接方式。由于2THL系列恒流二极管控制端与负极端存在一个PN结正向压降约为0. 7 V, 为了使输入高频脉冲为0电平时恒流二极管完全关断， D1应使用管压降0. 2 V 的锗材料二极管。

图4 恒流二极管并联连接方式图

　　大功率白光LED 主要应用在装饰照明、建筑照明、景观照明及大屏幕显示背光源等许多场合。在这些场合下， 宜采用工频市电供电。白光LED的正向工作电压范围通常为3. 2~ 4 V, 若采用交流市电供电，必须先进行AC /DC 和DC /DC 两步转换。驱动20W以下的LED, VCC 可以采用简易的开关电源。开关电源具有效率高、功耗小、输出电压稳定、体积小等特点。由于20W 以上的开关电源一般结构复杂、体积较大、制造成本较高， 因此驱动20 W 以上LED 时VCC宜采用工频变压器式线性直流电源。由于2THL恒流二极管的工作电压范围比较宽（ 3~ 40 V ） , 耐瞬间冲击电压100 V, 因此在设计工频变压器线性直流电源时可以简化稳压电路。锗管D1负极端输入除了高频脉冲方波外， 还可以是其他类型的高频信号。在实际应用中为了便于调光一般使用高频方波脉冲信号。