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最简单的恒流源LED驱动电路.doc
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2021-10-03
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最简单的恒流源LED驱动电路.doc
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WMZD 系列专门为 LED 照明做温度补偿的电阻,采用热敏电阻补偿法的 LED 恒流源,具有电路简洁,可靠性好,组
合方便,经济实用,适用各种 LED 头灯,日光灯,路灯;车船灯,太阳能 LED 庭院灯;LED 显示屏等对恒流的需求。
是专门针对 LED 照明出现的由于温度引起的 LED PN 结电压 VF 下降,即-2mV/℃,称为 PN 结的负温效应。该特性在
发光应用上是个致命的缺陷,直接影响到 LED 器件的发光效率、发光亮度、发光色度。比方,常温 25℃时 LED 最
正确工作电流 20mA,当环境温度升高到 85℃时,PN 结电压 VF 下降,工作电流急剧增加到 35mA~37mA,此时电
流的增加并不会产生亮度的增加,称为亮度饱和。更为严重的是,温度的上升,引起光谱波长的偏移,造成色差。如
长时工作在此高温区还将引起器件老化,发光亮度逐步衰减。同样,当环境温度下降至-40℃时,结电压 VF 上升,
最正确工作电流将从 20mA 减小到 8mA~10mA,发光亮度也随电流的减少而降低,达不到应用场所所需的照度。
为了防止上述特性带来的缺乏,一般在 LED 灯的相关产品上,通常采用如下措施:1.将 LED 装在散热板上,或风
机风冷降温。2.LED 采用恒流源的供电方式,不因 LED 随温度上升引起使回生电流增加,防止 PN 结恶性升温。或这
两种方法并用。实践证明,这两种方法用于大功率 LED 灯〔如广告背景灯、街灯〕。确实是行之有效的措施。但当
LED 灯进入寻常百姓家就碰到如下问题了:散热板和风冷能否集成在一个普通灯头的空间内;采用集成电路或诸多元
器件组成的恒流源电路,它的寿命不取于 LED,而取决整个系统的某块“短板〞;有没有吸引眼球的价格。用热敏电
阻补偿法来解决 LED 恒流源问题,既经济又实用。
我公司采用具有正温度系数的热敏电阻(+2mV/℃)与负温度特性的 LED(-2mV/℃)串联,互补成一个
温度系数极小电阻型负载。一旦工作电压确定后,串联回路中的电流,将不会随温度变化而变化,通
俗地讲,当 LED 随温度升高电流增加时,热敏电阻也随温度升高电阻变大,阻止了回路电流上升,当
LED 随温度下降电流减小时,热敏电阻也随温度下降电阻变小,阻止了回路电流的减少,如匹配得当,
当环境温度在-40℃-85℃范围内变化时,LED 的最正确工作电流不会明显变化,见图 1 电流曲线Ⅱ。
2:应用:
从图 1 可见,采用热敏电阻温度补偿方法与采用集成电路等元件组成的恒源相比,热敏电阻温度补偿
法只用 1 个热敏电阻元件就可解决 LED 恒流源问题,其价格、体积、寿命等优势不言而喻。我们采用
的这种正温度热敏电阻 WMZD,专为 LED 应用而研制的,其常用规格见表 1,下面介绍一下该热敏电
阻的应用特性。
20mA LED 恒流源 WMZD-5A20 的应用
我们可以用 1 只 WMZD-5A20 与 5 只 LED〔20mA〕串联组成一个标准单元,它的 LED 恒流源电流
20mA,工作电压 U=3V+5×3.4V=20.0V。3V 是 WMZD-A20 电阻压降,3.4V 是 LED 的正向导通
电压(或 2.8V~4.2V),它的恒流特性见图 1 中的电流曲线 II。
- word.zl-
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3.产品外形图片
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应用电路与制作-
注:用热敏电阻解决 LED 因温度变化而不能恒流的方案,使用本方案交流、直流电源均可,
本方案不能解决供电电压变化引起的 LED 电流变化,仅对电源电压比拟恒定的情况下有效,电压
波动范围不能超过 10%。如果电压波动超过 10%应采取相应的稳压措施。比方
220Vac(200Vac~240Vac),〔交流电源只需要整流,不需要滤波〕直流电电源
4.5Vdc(4.0~5.0Vdc),超过这个电压波动范围,要采用稳压措施。
与一般 LED 恒流源相比,该标准单元有不怕负载开路的优点,也不怕负载短路,当短接 5 个 LED 后,回
路电流急剧上升,引起 WMZD 温升,WMZD 阻值迅速增大,可有效阻止电流继续上升。经过反复实验后发
现,负载短路后,短路电流可由 130 mA 迅速下降到 60 mA 的稳定值,如在电源的允许范围内,不会损坏
电源。
由多个 5A20 标准单元的串联组合,即可支持一定数量的 LED,并获得相应的工作电压,比方用 10 个标
准单元相串联的电路,可支持 50 个 LED,灯,工作电压可接近 200V。
Model
型号
恒流电
流
单元工作电
压
R25(Ω
)
单元电路 规格
WMZD-45A15 15mA
11.3V+VFX
45
755
A:引线型
B:不包封贴
片型
WMZD-5A20 20mA
3V+VFX5
150
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gjmm89
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