基于LM3409芯片的LED恒流驱动电路设计

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本文章基于实践经验,提供严谨可靠的设计原理及思路。

高品质的LED照明采用的是恒流驱动,其中效率最高的是用开关电源芯片做的恒流驱动。效率通常可达90%以上;电路比阻容降压复杂很多,决定了其成本比较高。

LED恒流驱动电路的输入电源必须为直流电,图1和图2提供了两种交流转直流的方法。

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图1:利用变压器+整流得到低压直流

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图2:利用开关电源得到低压直流

本期以LM3409芯片为例讲解LED恒流驱动的设计,在LM3409的数据手册里没有单灯珠的例子;因为产品需要,于是设计出如图3所示的单灯珠(3A/10W)的恒流驱动电路。MOS管采用的是P沟道的。

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图3:基于LM3409的LED恒流驱动电路

图4、图5、图6为完整的计算过程。

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图4

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图5

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图6

图7为实物调试,万用表显示的电流为1.9A。

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图7:实物调试

芯片外围电路的设计离不开图芯片的框图,如图8为LM3409芯片的框图,框图几乎包含了芯片的功能应用,对框图的理解有助于电路的设计。

①芯片的电源接口是VIN,经过线性降压到VCC,该压差给MOS管驱动电路供电,所以VIN、VCC间需要加个电容;

②EN输入内部是一个触发器,高电平有效,所以需要加一个下拉电阻;

③UVLO输入内部是一个比较器,UVLO外围电阻分压与参考电压1.24V比较,低于1.24V就关闭PGATE输出;

④CSP和CSN的输入内部是一个运放,检测流过MOS管的电流,所以两端接检流电阻;

⑤IADJ的输入内部提供一个5μA的恒流源,且最高允许1.24V,所以外围电阻的阻值最高1.24V/5μA=248kΩ,取250kΩ。该电阻越大,流过MOS管的电流就越大;

⑥COFF的输入内部是一个振荡器,振荡频率由COFF端的电阻电容充放电时间决定。

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图8:LM3409芯片框图

图9是带铜基板的LED灯珠,铜基板必须安装在散热器上(涂上导热硅脂)。

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图9:3A/10W的LED灯珠

如果是串联多灯珠的应用,请参考LM3409芯片的数据手册,可以实现高流明的LED照明灯。

当然,开关电源方式的LED恒流驱动芯片有很多,但原理都一样,掌握其中一种即可。该类应用的LED照明在性能、质量和安全性上都很突出,但价格比较昂贵。重要的是买LED照明灯的时候不要被忽悠。

简单的辨别方法是打开手机照相功能,并对着灯,如果手机出现屏闪,那么该LED照明灯不是恒流驱动的。

原文标题:LED恒流驱动设计不简单,贵有贵道理的,如何简单辨别真伪?

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审核编辑:汤梓红

 

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