一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路制造技术

本实用新型专利技术涉及一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，其特征在于，包括整流电路，稳压电路，运算放大器，功率MOSFET管，采样电阻，所述整流电路输出直流电源，并经稳压电路与运算放大器的同相输入端相连，所述功率MOSFET管的基级通过限流电阻与运算放大器的输出端连接，集电极与LED光源连接，发射极通过采样电阻与地连接，所述运算放大器的反相输入端与采样电阻连接，采集采样电阻的电压；在运算放大器的同相输入端还设还接有可调电压信号源，所述可调电压信号源输出可调的基准电压；采用上述结构的亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，具有较高的稳定度和较高的电流输出精确度，而且输出电流为可调输出的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路
本技术属于LED驱动电路
，尤其涉及一种大功率LED可调驱动恒流源电路。
技术介绍
随着大功率LED技术工艺的成熟，大功率LED驱动设计显得越来越重要。根据大功率LED特性，工作LED的工作温度过高或者驱动电流过大，超过器件的极限值，易损耗LED。因此需要一个有恒温、恒流控制的LED驱动电路。大功率LED所需的驱动电源为直流的低电压，所以传统上用以驱动日光灯、节能灯、钠灯等光源的电源并不适合直接驱动大功率LED。大功率LED特性表明，正向电压的微小变化会引起较大的正向电流变化，电流过强会引起LED光的衰减，电流过弱会影响LED的发光强度。同时，LED的输出光的光强和波长同PN结的温度以及电流密切相关。采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此，超高亮LED通常适宜采用恒流源驱动，而常规的驱动电路，如电容降压电路和开光稳压电路，将引起LED的提前老化，不能满足LED照明驱动的要求。一般在LED驱动电路中都有检测电路，为了保证检测参数的稳定，驱动恒流源必须高稳定、高可靠、高输出质量。恒流源的实质是利用器件对电流进行反馈，动态调节器件的供电状态，从而使得电流趋于恒定。一般的恒流源往往是固定的一种输出电流值，或仅有几种不同的电流值，不便于通用。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述现有技术LED驱动恒流源不能通用的问题，而提供一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，该电路属于电流串联负反馈的拓扑结构，采用运算放大器配合MOSFET为核心，实现恒流源的可调控制。本技术所采用的技术方案是：一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，包括整流电路，稳压电路，运算放大器，功率MOSFET管，采样电阻，所述整流电路输出直流电源，并经稳压电路与运算放大器的同相输入端相连，所述功率MOSFET管的基级通过限流电阻与运算放大器的输出端连接，集电极与LED光源连接，发射极通过采样电阻与地连接，所述运算放大器的反相输入端与采样电阻连接，采集采样电阻的电压；在运算放大器的同相输入端还设还接有可调电压信号源。进一步改进，所述运算放大器为LM358集成运算放大器。进一步改进，所述采样电阻为康铜材料所制。进一步改进，所述功率MOSFET管为IRF830。进一步改进，所述稳压电路为包括TL431集成稳压管的稳压电路。本技术提供的一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，具有较高的稳定度和较高的电流输出精确度，而且输出电流为可调输出的优点。附图说明图1为本技术提供的一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路的电路原理结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步说明。实施例，一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，如图1所示，包括整流电路10，稳压电路20，运算放大器30，功率MOSFET管40，采样电阻R1，所述稳压电路为包括TL431集成稳压管的稳压电路，所述整流电路10输出直流电源，并经稳压电路20与运算放大器30的同相输入端相连，所述功率MOSFET管40的基级通过限流电阻R2与运算放大器20的输出端连接，集电极与LED光源60连接，发射极通过采样电阻R1与地连接，所述运算放大器30的反相输入端与采样电阻R1连接，采集采样电阻R1的电压；在运算放大器10的同相输入端还设还接有可调电压信号源50，所述可调电压信号源50输出可调的基准电压Vref。上述电路中，LED光源60为负载，可调电压信号源输50出受控制可调节的基准电压Vref，在这里可调电压信号源50不受限制，可单独设置，在本实施中，可调电压信号源30由与LED光源60驱动控制器相连的D/A提供，输出的可调电压信号，使其成为受控恒流源，也就是基准电压Vref，在反相输入端连接采样电阻R1。运算放大器工作在深度负反馈状态，它配合功率MOSFET管40通过反馈跟随输入基准电压Vref，功率MOSFET管40与运算放大器30的基级相连，用来增加驱动电流，当运算放大器30的同相端输入电压恒定时，由于负反馈的存在，保证了输出电压的恒定，从而使流经LED光源60负载的电流为恒定电流。恒流源的输出电流直接取决于可调电压信号源50的输出电压和采样电阻R1的比值。由于反馈环节中使用了运算放大器30，反馈环路的环路增益加大，反馈深度加大，因而较一般的电流串联负反馈三级管电流源性能指标有较大提高，是一种优质电流源电路，这一电路的输出阻抗已十分接近理想无穷大。从采样电阻R1方面分析，当采样电阻R1上的电流变大,也就是跟基准电压Vref相比Y运算放大器30反相端电压变高，那么运算放大器30就调整输出，使得功率MOSFET管40的集电极电压变低，从而使电流降下来,最终实现采样电阻R1上流过的电流由基准电压Vref控制。因此，调整基准电压Vref或者改变采样电阻R1阻值都可以改变恒流数值。由于输出电流与输入基准电压Vref直接相关，同时运算放大器30的失调与基准电压Vref对输出电流有同样性质的影响，因而输出电流的稳定性取决于基准电压Vref的稳定性及运算放大器30的失调漂移，选择高稳定度的基准电压源作为控制电压，并选用低漂移运算放大器，是提高本电路输出电流稳定性的有效途径。电路中采用的运算放大器30为LM358，该运算放大器30内部包括有两个独立的、高增益的、内部频率补偿的运算放大器，具有高增益、失调电压影响小、3-30V的宽电源电压范围的优点，且可用作电压跟随器。采样电阻R1的选择直接会影响恒流源的稳定度，当输出电流达到一定程度时,必然会发热引起自身阻值的变化，这是影响恒流源输出电流值精度的另外一个关键因素，所以在本在本技术中，采用了温度系数比较小的康铜材料制作的电阻。此外，功率MOSFET管40是电压控制型器件，稳态时其栅极所需控制电流几乎为0不会影响输出电流的精度，从而保证了恒流源的输出电流精度，对于电路中功率MOSFET管40也应选取大功率管以满足电流的要求，本系统采用漏极电流达4.5A、耗散功率为74W的N沟道增强型功率MOSFET管IRF830。综上所述，本技术一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，具有较高的稳定度和较高的电流输出精确度，而且输出电流为可调输出的优点。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，其特征在于，包括整流电路，稳压电路，运算放大器，功率MOSFET管，采样电阻，所述整流电路输出直流电源，并经稳压电路与运算放大器的同相输入端相连，所述功率MOSFET管的基级通过限流电阻与运算放大器的输出端连接，集电极与LED光源连接，发射极通过采样电阻与地连接，所述运算放大器的反相输入端与采样电阻连接，采集采样电阻的电压；在运算放大器的同相输入端还设还接有可调电压信号源，所述可调电压信号源输出可调的基准电压。

【技术特征摘要】
1.一种亮度可调的大功率LED驱动恒流源电路，其特征在于，包括整流电路，稳压电路，运算放大器，功率MOSFET管，采样电阻，所述整流电路输出直流电源，并经稳压电路与运算放大器的同相输入端相连，所述功率MOSFET管的基级通过限流电阻与运算放大器的输出端连接，集电极与LED光源连接，发射极通过采样电阻与地连接，所述运算放大器的反相输入端与采样电阻连接，采集采样电阻的电压；在运算放大器的同相输入端还设还接有可调电压信号源，所述可调电压信号源输出可调的基准电压。2....

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡鹃，张乐冰，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：新型
国别省市：湖南,43