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搞LED电源的工程师经常提及“恒流”驱动,其实,在很多电子设备中,有许多用电设备要求供给的电流(而不是电压)保持恒定。一般把这种能够向负载提供恒定电流的电源称为恒流源。所谓恒流,是一种习惯说法,并不是电流值绝对不变,只是这种变化相对的小而已,在一个规定的工作范围内保持足够的稳定性。
经常有人问起,看到LED驱动电源,不知道是恒压源还是恒流源类型的。讲正题之前,先在这里给大家讲一个很实用的区分小技巧:看到一个LED驱动电源,先看电源的名牌参数。看输出电压这个关键参数:若它的电压标称是一个恒定值,则是恒压源。如果是一个范围值,则是恒流源。比如:有一个电源它的输出电压是12V,就确定这个是恒压源,如果它标称的是30~70V呢,那就一个恒流源。 恒流源是LED电路中经常使用的,今天把比较常见的恒流源的基本结构和特点整理一下,奉献给论坛的网友们分享。当然,真正的恒流源电源都用的是这些结构的拓展和变换类型,或者集成IC的形式。 基本的恒流源电路,这里依据主要组成器件的不同,可分为三类:晶体管恒流源、场效应管恒流源、集成运放恒流源等。 一, 晶体管恒流源 这类恒流源以晶体三极管为主要组成器件,利用晶体三极管集电极电压变化对电流影响小,并在电路中采用电流负反馈来提高输出电流之恒定性,通常,还采用一定的温度补偿和稳压措施。其基本型电路如图1的A,B两种类型。 图1晶体管恒流源的两种基本类型 如图1中的A图, R1、R2分压稳定b点电位为Vb,Re形成电流负反馈 ,输出电流IO=(Vb-Vbe)/Re≈Vb / Re (Vb >>Vbe)。B图的计算参考A图。 提示1:图1中的电路的不足就是晶体管的集射极间电阻一般为几十千欧以上,当只需几伏的工作电压,采用这种恒流源电路 ,其等效内阻是非常大,功耗大,且精度不高。 实际电路中,最常用的简易恒流源如图2所示,用两只同型三极管,利用三极管相对稳定的be电压作为基准,电流数值为:I=Vbe/R1。 图2,晶体管恒流源的改进型 提示2:图2的这种恒流源优点是简单易行,而且电流的数值可以自由控制,也没有使用特殊的元件,有利于降低产品的成本。缺点是不同型号的管子,其be电压不是一个固定值,即使是相同型号,也有一定的个体差异。同时不同的工作电流下,这个电压也会有一定的波动。因此不适合精密的恒流需求。 二,场效应管恒流源 由场效应晶体管作为主要组成器件的恒流电路如图3所示 . 图3场效应管恒流源 图3A ,R1,R2分压稳定b点电位 , Vb =R2*VCC(R1+R2),而 Vgs=Vb-Id*RS Id=Idss( 1- Vgs*Vp)*2 式中Vp表示为夹断电压 ,Idss为饱和漏极电流。也可以去掉电源辅助回路 ,变成一纯两端网络 ,电路如图3 B所示 ,由图可得Vgs =- Id*RS 提示3:这种恒流源电路的场效应管为JEFT,超低噪声,输出电流有JEFT决定,检测电压与JEFT有关。 三,集成运放恒流源 为了能够精确输出电流,通常使用一个运放作为反馈,同时使用场效应管避免三极管的be电流导致的误差。典型的运放恒流源如图4所示,如果电流不需要特别精确,其中的场效应管也可以用三极管代替如图4B。 如图4B中,工作时,输入电压Vref与输出电流成比例的检测电压,Vs(Vs=Rs*Iout)相等, Is=Ib+Iout=Iout(1+1/Hfe)其中1/Hfe为误差。 图4集成运放恒流源 提示4:这个电路可以认为是恒流源的标准电路,除了足够的精度和可调性之外,使用的元件也都是很普遍的,易于搭建和调试。只不过其中的Vin还需要用户额外提供。 从以上两个电路可以看出,恒流源有个定式,就是利用一个电压基准,在电阻上形成固定电流。有了这个定式,恒流源的搭建就可以扩展到所有可以提供这个"电压基准"的器件上,最典型的就是利用TL431组成的恒流源电路。 TL431是另外一个常用的电压基准,利用TL431搭建的恒流源如图5所示,其中的三极管替换为场效应管可以得到更好的精度。 图4利用TL431搭建的恒流源 电流计算公式为:Iout=Vref/Rs,检测电压根据Vref不同,即1.25V或者是2.5V不同而已。 提示5:这种恒流源电路,使用并联稳压器TL431,简单实用且精度高。 有经验的模拟电路工程师经常会用三端稳压IC做恒流源,使用这些三端稳压电源IC,本身精度已经很高,需要的维持电流也很小。利用三端稳压构成恒流源,也有非常好的性价比,如图5所示的LM317的两种类型。 |
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通电后Q1先导通,LED亮,随着Q1管的Ic增大,电流流过R3,当R3上的分压U=0.75*Ic1=0.7V的时候,Q2导通,Q2导通之后将Q1的基极拉低了,此时Q1截止,Q1截止了,Q2必定截止(因为Q1截止了,R3上就没有电压,Q2就截止),Q2截止了之后,Q1的基极电压又被拉高,如此一来,LED直路的电流就被控制在I=0.7/0.75V
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豁然开朗
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有点像开关电源的感觉,通过电阻大小控制三极管通断平率,控制电流
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pengwenlong113 发表于 2017-8-23 09:10 哈哈,怎么能用开关、通断的思路去解释放大电路呢?太不靠谱! |
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本帖最后由 cyz1102 于 2017-9-16 14:23 编辑
发表于 2017-8-23 09:10:43 5# 通电后Q1先导通,LED亮,随着Q1管的Ic增大,电流流过R3,当R3上的分压U=0.75*Ic1=0.7V的时候,Q2导通,Q2导通之后将Q1的基极拉低了,此时Q1截止,Q1截止了,Q2必定截止(因为Q1截止了,R3上就没有电压,Q2就截止),Q2截止了之后,Q1的基极电压又被拉高,如此一来,LED直路的电流就被控制在I=0.7/0.75V 5楼的描述正解,图中LED的电流计算是0.7V/0.75Ω ,约900mA. S8050的额定电流是0.5A,恒定电流120mA,你可以自己换算一下。 三极管的功耗 要具体的查看规格书。 耗散功率和输出功率没有直接关系,是管子自身所能承受的损耗功率,影响到输出的效率; 耗散功率决定了管子的压降和电流不能同时达到最大; 而最大电流不能超过管子的最大电流; 最高电压不能超过管子的最高耐压。 三极管导通以后,会产生压降,材料不同的三极管饱和压降也不同,饱和电流×饱和压降=耗散功率。 三极管输出的功率,随输出电压不同,输出功率不同,电压越高,功率越大。 另有驱动LED灯珠,多是恒流控制,要根据灯珠的规格书来选择电流大小,驱动电压要看灯珠的单个导通压降,如果串联的话,电压即n个灯珠的压降和。 |
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5楼对该图工作原理的描述,可以说是相当的正确了,可以参考参考
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就先从本级电流负反馈的机理切入,管子想稳定自已的电流,要怎样配置? |
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这个战胜心魔copy了一大堆,电流还算错了,真服
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