怎样设计LED线性恒流驱动电路

　　我们采用的LED灯珠是0.06 W的LED，工作电流为20mA，为了设计方便，选用的电路元器件是完全对称的，参数分别为：

　　将以上参数代入式（1）可得：

　　恒流源电路提供工作电流为20mA，满足所用灯珠要求。2 测试实验结果及分析

　　测试接线如图2所示，通过调节自耦变压器改变电压以模拟电网电压的变化。通过模拟电网电压的波动，测试此恒流控制电路在实际电网中的工作特性，观察LED的工作电流是否会随着外部电压的波动而发生大的波动，并对此电路在不同电压下的效率和LED的结温进行了实际的测试。

　　2.1 LED正向电流随输入电压变化的特性

　　图4是LED灯珠串工作电流与电源电压关系曲线。

电感器符号　　

　　图4 电源电压与LED电流的关系曲线

　　共模电感器当电源电压Ui从220V增大到250V时，整流后的直流电压由3贴片电感10 V变为350 V，而LED灯珠串的工作电流，If从20mA变化到21.5 mA，只变化了1.5 mA。因此可以看绕行电感出，电路有很好的恒流效果，保证了LED目光灯亮度的基本稳定。

　　2.2 输入电压变化对驱动电路参数的影响

　　图5、图6是随着输入电压变化，加在LED工作电路上的直流电压与加在LED灯珠串上的电压及恒流源承担电压的变化情况。从图5、图6可以看到，输入电压经整流后，形成的直流电压由LED灯珠串与线性恒流源分压，LED灯珠串上的分压越多，表明输入电压的效率越高，因此通过图6的分析，可看出本LED驱动电路的电源效率较高。

　　图5 输入电压变化对电路的影响

　　图电感器厂家6 输入电压变化与电源效率的关系

　　从图5可以看出，当电源输入电压在200～220 V区间时，通过整流滤波后的直流电压Ui（DC）大部分都加载在LED的两端，而恒流控制电路分压较小；从图6也可以看出电源输入电压小于或等于220 V，电源效率较高，220 V时可达到98.31％。

　　当电源输入电压Ui（AC）高于220 V时，随着输入电压增加，LED两端的电压U（led）基本不变（291 V左右），输入电压增加的部分基本上由恒流控制电路的电压U（恒）承担，这保证了单个LED的正向电压基本不变（3.1 V），处于恒功率工作状态，电流及发光量维持了稳定。

　　2.3 输入电压变化对LED结温的影响

　　LED的光衰与结温有很大关系，当结温升高时正向电压下降，结电压下降导致电流增大，增大的电流反过来又引起结电压下降，形成一个恶性循环。结温是光衰的一个重要原因，结温越高越早出现光衰，寿命越短。因此结温的变化也是考察一个驱动电路的重要指标，这里采用了文献的方法测量结温：

　　其中，Tj（LED）是LED结温，TO是测试的环境温度（20℃），VO是LED的初始正向电压，VT是LED的热平衡后的正向电压（1小时后测定），K是LED的温度系数（-2mV／℃），具体测量是改变输入电压，在不同输入电压下，先让LED灯充分冷却，测量LED两端总电压，该电压为U（led 初），过1个小时，在相同输入电压的条件下再次测量LED总电压，该电压为U（led 末），将U（led 初）除总LED个数即可得到单个LED的初始正向电压VT，将U（led 末）除总LED个数即可得到单个LED的热平衡后的正向电压VO，带入公式（2）求得LED的结温，实验结果如图7、图8所示。

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