恒流恒压LED驱动电路设计
王柏生 邱 敏 刘 立
【摘 要】根据 LED实际应用，设计一种具有恒流、恒压两种输出方式的驱动电路，电路具有结构简单、功能完善、性能稳定等特点，适于中小功率LED电路使用。
【期刊名称】黑河学院学报 【年(卷),期】2016(000)008 【总页数】2
【关键词】LED；恒流；恒压；驱动
LED的驱动有恒流、恒压两种方式，虽然恒流驱动应用居多，但也有一定数量的恒压驱动应用场合，设计一种通过简单的控制就可以实现恒流、恒压两种输出方式转换，无疑为LED驱动电路的应用带来方便。
恒流、恒压两种输出方式LED驱动电路结构如图1所示，电路由整流滤波、转换控制、恒流控制、恒压控制、PWM控制及输出电路组成。
恒流、恒压两种输出方式LED驱动电路如图2所示，本电路采用单片TOP223Y构成的反激隔离型开关驱动电路，其中隔离元件为高频变压器、光电耦合器，该电路具有功能全、电路简单、性能稳定特点。下面对各部分电路的组成与工作原理进行分析。
1 整流滤波电路
在电路图2中，输入端由电阻R0、二极管D1—D4 、电容C1组成桥式整流电容滤波电路，其中R0为限流电阻；输出端由D7、C5、C6组成整流滤波电路，D6、C3组成的整流滤波电路，为控制芯片TOP223Y控制端提供工作电
压，整体来说这部分电路比较简单常用，其工作原理就不过多叙述了。
2 PWM控制电路
PWM控制电路由三端控制芯片TOP223Y、高频隔离换能变压器B、隔离控制光电耦合器TLP621、漏极钳位电路由R1、C4、D5组成，其作用是限制TOP223Y的漏极最大电压。PWM控制电路的工作原理为：当电路输出电流增大(恒流输出模式)或输出电压升高(恒压输出模式)时，光电耦合器TLP621导通增强，三端控制芯片TOP223Y的控制端C输入电流增大，通过TOP223Y内部电路控制使输出电压脉冲的占空比减小，从而使电路输出电流减小(恒流模式)或输出电压减小(恒压模式)；同理，当电路输出电流减小(恒流模式)或输出电压降低(恒压模式)时，通过光电耦合器对三端控制芯片的控制使输出电压脉冲的占空比增大，从而又使电路输出电流增大(恒流模式)或输出电压升高(恒压模式)，这样最终实现电路输出电流(恒流模式)的恒定或输出电压(恒压模式)的恒定。
3 恒流控制电路
当电路中开关K置2位置时，电路为恒流输出模式。此时电压控制电路TL431的R、A极被短路处于截至状态，电压控制电路被关闭。恒流控制电路由取样电阻R5、放大晶体管T1(C1815)组成，通过R3可以调节输出电流的大小，增大R3可使输出电流增大，减小R3可使输出电流减小。其电路的恒流控制原理为：当输出电流增大时，电流流经电阻R5使其两端电压升高，通过晶体管T1放大后，使通过光电耦合器TLP621二极管中的电流增大，光电耦合器导通增强，流入PWM控制芯片TOP223Y控制极C的电流增大，使输出电压脉冲的占空比减小，使电路输出电流减小；当输出电流减小时，电路的控制过程与上述过程相反，通过PWM控制又使电路输出电流增大，从而保持输出电流稳定，
最终实现驱动电路恒流输出。
4 恒压控制电路
当电路中开关K置1位置时，电路为恒压输出模式。此时电流控制电路中电流取样电阻为R4与R5并联阻值较小，在输出电流较小时电流控制晶体管T1处于截至状态，电流控制电路被关闭。恒压控制电路由取样电阻R6、R7及可调精密并联稳压器TL431组成，通过R6可以调节输出电压的高低，增大R6可使输出电压升高，减小R6可使输出电压降低。其电路的恒压控制原理为：当输出电压Uo升高时，经电阻R6、R7分压后使R7两端分得的电压也升高，通过TL431的控制使通过光电耦合器TLP621二极管中的电流增大，光电耦合器导通增强，流入PWM控制芯片TOP223Y控制极C的电流增大，使输出电压脉冲的占空比减小，使电路输出电压降低；当输出电压降低时，电路的控制过程与上述过程相反，通过PWM控制又使电路输出电压升高，从而保持输出电压稳定，最终实现驱动电路恒压输出。
5 保护电路
保护电路包括在恒流输出模式下的过压保护电路和在恒压输出模式下的过流保护电路两个部分。
电路在恒流输出模式下，过压保护电路由稳压管Dz、限流电阻R2及光电耦合器TLP621组成。正常输出电流情况下，输出电压低于稳压管稳定电压Uz，稳压管处于截止状态，不影响电流控制电路的工作，使电路保持正常的恒流输出状态；当由于某种原因使输出端电压高于稳压管稳定电压Uz时，稳压管处于导通状态，其电流流经光电耦合器，通过PWM控制芯片TOP223Y对输出电压脉冲的控制，使输出电压保持在Uz不在升高，电路进入恒压输出状态。即：
恒流恒压LED驱动电路设计
