CN103118467B - 一种大功率led恒流驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大功率LED恒流驱动电路及其参数算法，恒流驱动电路包括555定时器、IR2125驱动器、电压放大器和采样电阻；所述的采样电阻与LED串电路相连；所述的IR2125驱动器通过驱动VT开关与LED串电路相连；所述的电压放大器与采样电阻相连，所述的电压放大器与555定时器相连；所述的555定时器与IR2125驱动器相连。所述的555定时器输出的控制信号通过IR2125驱动器驱动场效应开关管的开通与关断，实施LED串中电流的数值调整。该大功率LED电光源驱动电路，可以有效降低驱动电路的硬件成本。由于电路控制电流可调，适合于多种功率范围内大功率LED（串）的恒流驱动。电路结构简单，控制精度高，成本低廉，适用范围广。

Description

一种大功率LED恒流驱动电路

技术领域

本发明涉及LED发光二极管的恒流驱动控制，尤其涉及一种大功率LED恒流驱动电路及其参数算法。

背景技术

在中国专利申请201210125825.7中，公开了一种多路输出大功率LED恒流驱动电源，包括AC-AC交交变频单元，用于将交流市电变换为频率与峰值稳定的高频交流电压形成高频交流母线，高频交流母线的输出分别与多路LCL无源谐振整流器的输入端连接，每路LCL无源谐振整流器用于驱动对应的LED串发光。每路LCL无源谐振整流器由LCL谐振网络单元和整流单元构成，整流单元用于将LCL谐振网络单元输出的交变电流整流成直流电流后进而驱动对应路的LED串。该产品可以避免多串LED并联使用引起的电流不均问题，电路构成成本低；可以工作于高频状态，具有其体积小，功率密度高等优势。但由于借助于谐振电路给LED提供驱动电流，电路结构比较复杂，制作与调试工作量大，成本高。

在中国专利申请201110052513.3中，公开了一种基于LCL谐振网络的无源大功率LED恒流驱动电源，包括LCL谐振网络单元和整流电路单元；LCL谐振网络单元的输入端接工频交流电源，LCL谐振网络单元的输出端与整流电路单元的输入端相连接，整流电路单元的输出端与LED阵列连接,将LCL谐振网络单元输出的交变电流整流成直流电流驱动LED阵列。本发明中功率因数校正功能和恒流输出功能只通过一个LCL谐振网络来实现。由于不含电解电容和有源开关等元器件，该产品比传统的大功率LED恒流驱动电源可靠性高、能量转化效率高、更环保,比现有的无源大功率LED恒流驱动电源结构简单，更容易实现。但由于借助于谐振电路给LED提供驱动电流，电路结构比较复杂，制作与调试工作量大，成本高。

在中国专利申请200810020652.6中，公开了一种自激振荡式大功率LED恒流驱动电路，其成本低、可靠性、稳定性高且驱动效率高；本电路包括整流滤波电路、开关电路、稳压恒流输出电路、变压器,自激振荡式脉宽调制信号产生电路、电流反馈阻塞电路，整流滤波电路将市电接入整流为直流后输出到开关电路进行自激振荡式高频开关，再通过变压器使稳压恒流输出电路的高频电压转变为直流电压用以驱动LED，同时采样电流 信号通过电流反馈阻塞电路产生阻塞信号用以控制开关电路的工作；本电路不采用任何驱动芯片，仅用较少的普通分立元器件,构成一种自激振荡结构，驱动开关电路并结合电流反馈，实现了大功率LED的恒流驱动。但由于借助于升降压斩波电路实现LED串驱动电流控制，系统存在磁芯变压器，体积比较大，系统复杂，调整不方便。

在中国专利申请200710076975.2中，公开了一种高压大功率LED恒流驱动装置，可以驱动LED串，包括开关管，采样电阻R_CS与电感L，尤其是，还包括一个低压控制电路，采集所述采样电阻R_CS上的电压降，从而产生一个控制信号送往所述开关管的控制端；所述采样电阻R_CS与电感L相串联，并串联在所述开关管的输出端与该电流驱动装置的电流输出端之间；所述开关管的输入端连接直流电压源；还包括一个稳压二极管，阴极连接所述开关管的输出端，阳极接地。采用本发明，具有高压大功率应用下恒流效果好、驱动电路设计简单、装置成本低的优点。但由于通过采样LED串电流信号，使用带磁滞的比较器实现LED串驱动电流控制，电路控制准确性依赖比较器滞环信号的准确性，无法实现对象电流的准确控制，构成的产品分散性大。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种大功率LED恒流驱动电路，该恒流驱动电路借助于555定时器实现大功率LED驱动电流的恒流与调整控制，借助于电阻采样大功率LED串中流过的电流，将其转换为采样电压信号，经过运算放大器放大送至555定时器的输入控制端。依据555定时器的上、下门限电压，使大功率LED串中流过的电流在希望值附近某一范围内按照一定的频率变动，由此保证LED串中的电流恒定。针对LED串的不同驱动要求，在检测反馈电路中设置检测电压信号移位电路，借助于移位电压的变化，可适时调整不同LED串中的驱动电流，以满足不同规格大功率LED的驱动要求。本发明的另一目的是提供一种大功率LED恒流驱动电路参数算法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种大功率LED恒流驱动电路，包括555定时器（U_A）、IR2125驱动器、电压放大器和采样电阻；所述的采样电阻与LED串电路相连；所述的IR2125驱动器通过驱动VT开关与LED串电路相连；所述的电压放大器与采样电阻相连，所述的电压放大器与555定时器（U_A）相连；所述的555定时器（U_A）与IR2125驱动器相连。所述的555定时器（U_A）输出的控制信号通过IR2125驱动器驱动场效应开关管的开通与关断，实 施LED串中电流的数值调整。

所述的IR2125驱动器与被驱动LED串共用电源。 

在所述的LED串回路中设置电感元件，在场效应开关管开通与关断过程中，LED串中电流围绕期望值在设定的范围内变动，以获得LED串驱动的恒定电流控制。

所述放大器的对称直流电源电压，由使用三端稳压器给555定时器（U_A）和电压放大器提供正电源，用555定时器（U_B）构成振荡器实现直流电压极性反转，获得负电源。

所述555定时器（U_A）由三端稳压器提供电源。

所述电路可稳定工作电压范围为6～18V。

所述的大功率LED恒流驱动电路的参数计算方法，具体如下：

（1）流过LED串的电流为I_d，R_S上的采样电压为I_dR_S；R₄、R₅分压信号为u_j，该采样信号与u_j的差值经过353运放U₁放大，输出电压为（I_dR_S-u_j）R₈/R₆；则LED串的电流采样信号经过353运放的U₂后输出电压为设定R₉=R₆；

（2）当u_i＞2V_C/3，开关管VT关断，LED串中流过的电流按指数规律减小；当u_i＜V_C/3开关管VT导通，LED串中流过的电流按指数规律增加；分析从555控制器（U_A）比较控制电压下阀值开始：

VT关断，被控电流下降，当反馈电压达到555控制器（U_A）下沿阀值时，开关管VT开始导通，u_i=V_C/3，LED串中流过的电流为：

$I_{d0}=\frac{1}{R_s}(\frac{V_C}{3}\frac{R_6{R}_{10}}{R_8{R}_{12}}+u_j)---\left(1\right)$

VT管导通后，LED串中的电流将按指数规律上升，表达式为：

$i_d=(\frac{U_S-U_D}{R_s+R_L}-I_{d0})(1-e^{-t/\mathrm{\τ}})+I_{d0}---\left(2\right)$

式中，U_S为LED串供电电源电压，U_D为LED串导通压降，R_L为电感电阻，R_S为采样电阻，τ为电路时间常数，τ=L/(R_s+R_L)，L为电路电感，I_d0为LED串电流初始值，也是电路控制的电流变化下限；

（3）当LED串电流上升到555定时器（U_A）上沿阀值时，开关管开始关断，u_i=2V_C/3，LED串中流过的电流为：

$I_{\mathrm{dm}}=\frac{1}{R_s}(\frac{{2V}_C}{3}\frac{R_6{R}_{10}}{R_8{R}_{12}}+u_j)---\left(3\right)$

VT管关断后，LED串中的电流将按指数规律下降，表达式为：

i_d＝I_dme^-t/τ                   （4）

式中，I_dm为LED串电流最大值，也是其控制的电流变化上限。

因此，在开关管导通、关断过程中，LED串中电流从I_d0先上升到I_dm再下降到I_d0，只要电路参数适当设置，I_d0和I_dm控制在期望输出电流一定的变动范围内，便可实现LED串中电流的恒流控制；开关管VT的开关频率取决于电路参数及电源电压，随着电源电压的增加，电路开关频率将逐步增加；具体计算进入步骤（4）；

（4）开关管开通工作时间可以由公式（2）求得，令方程左边等于I_dm，VT开通工作时间为：

$t_{\mathrm{on}}=\mathrm{\τ}\ln \left(\frac{\frac{U_S-U_D}{R_s+R_L}-I_{d0}}{\frac{U_S-U_D}{R_s+R_L}-I_{\mathrm{dm}}}\right)---\left(5\right)$

同样，开关管关断工作时间可以由公式（4）求得，令方程左边等于I_d0，VT关断工作时间为：

$t_{\mathrm{off}}=\mathrm{\τ}\ln \frac{I_{\mathrm{dm}}}{I_{d0}}---\left(6\right)$

电路工作频率为：

$f=\frac{1}{t_{\mathrm{on}}+t_{\mathrm{off}}}---\left(7\right)$

有益效果：与现有技术相比，本发明的大功率LED电光源驱动电路及其参数算法，该恒流驱动电路借助于555定时器（U_A）实现大功率LED驱动电流的恒流与调整控制，借助于电阻采样大功率LED串中流过的电流，将其转换为采样电压信号，经过运算放大器放大送至555定时器（U_A）的输入控制端。依据555定时器（U_A）的上、下门限电压，使大功率LED串中流过的电流在希望值附近某一范围内按照一定的频率变动，由此保证LED串中的电流恒定。针对LED串的不同驱动要求，在检测反馈电路中设置检测电压信号移位电路，借助于移位电压的变化，可适时调整不同LED串中的驱动电 流，以满足不同规格大功率LED的驱动要求。可以有效降低驱动电路的硬件成本。由于电路控制电流可调，适合于多种功率范围内大功率LED（串）的恒流驱动。电路结构简单，控制精度高，成本低廉，适用范围广。

附图说明

图1是大功率LED恒流驱动电路联接示意图；

图2是大功率LED恒流驱动电路图；

图3是+5V电源电路图；

图4是电源极性转换电路图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作更进一步的说明。

如图1和图2所示，大功率LED恒流驱动电路，包括555定时器（U_A）、IR2125驱动器、电压放大器和采样电阻；采样电阻与LED串电路相连；IR2125驱动器通过驱动开关管VT与LED串电路相连；电压放大器与采样电阻相连，电压放大器与555定时器（U_A）相连；555定时器（U_A）与IR2125驱动器相连。555定时器（U_A）输出的控制信号通过IR2125驱动器驱动场效应开关管的开通与关断，实施LED串中电流的数值调整。IR2125驱动器与被驱动LED串共用电源。在LED串回路中设置电感元件，在场效应开关管开通与关断过程中，LED串中电流围绕期望值在设定的范围内变动，以获得LED串驱动的恒定电流控制。放大器的对称直流电源电压，由使用三端稳压器给555定时器（U_A）和电压放大器提供正电源，用555定时器（U_B）构成振荡器实现直流电压极性反转，获得负电源。555定时器（U_A）由三端稳压器提供电源。

该大功率LED恒流驱动电路，提出借助于555定时器（U_A）的上、下门限电压及其与定时器输出状态信号之间的关系，实现LED串驱动电流的恒定控制，555定时器（U_A）输出的控制信号通过IR2125驱动器驱动场效应开关管的开通与关断，实施LED串中电流的数值调整。在LED串回路中设置电感元件，利用电感元件电流不能突变的特点，借助于开关管的开通、关端完成LED串中的电流调整。当开关管开通时，LED串中的电流上升，当开关管关断时，LED串中的电流下降，其电流上升、下降的速率取决于电源电压、电感感值、回路电阻值。上升到达的峰值电流以及下降到达的谷值电流与555定时器（U_A）的上、下门限电压有关，且与反馈回路的放大器放大倍数有关。LED串中的电流通过小电阻取样（取样电阻），变成与电流成正比的电压信号。由于电 阻阻值小，形成的电压信号也比较小，因此，反馈回路设置运算放大器对采样信号实施放大，以使峰值电流、谷值电流采样信号与555定时器（U_A）上、下门限电压对应，以此决定电路状态的转换。

为了精确控制LED串中流过的电流，555定时器（U_A）的供电电源需要稳定，采用三端稳压器给555（U_A）提供+5V电源。由于电路信号极性需要，采样电压采用两级运放进行放大，需要给运放提供负极性电源。为此，采用555定时器（U_B）构成的振荡电路产生矩形脉冲信号，再经过整流电路将电压的极性转换，为放大电路提供-5V电源，正极性电源+5V由三端稳压器提供。

电路中（图2），R_S为采样电阻，它将LED串D中流过的电流转变成电压信号，该采样电信号与系统的设置信号（该信号由V_C电源经过R₄、R₅分压得到）比较，并通过353运放的U₁放大，放大倍数的设置由R₆和R₈决定，即K=R₈/R₆。U₁的输出信号经过353运放的U₂放大送到555定时器（U_A）的2、6输入端，U₂的放大倍数可以设置为1。定时器内部的基准电压信号有两个，其大小分别是V_C/3和2V_C/3。555定时器（U_A）的输入信号u_i与定时器内部的基准电压信号进行比较。

若输入信号（从零开始增加）u_i＜V_C/3，555定时器（U_A）3端输出为高电平，驱动器IR2125输出7端使开关管VT导通，流过LED串的电流上升，采样电阻R_S上的采样电压信号上升，经过U₁、U₂反馈到555定时器（U_A）的输入电压u_i上升。

若输入信号V_C/3＜u_i＜2V_C/3，555定时器（U_A）3端输出保持为高电平不变，开关管VT继续导通，LED串的电流继续上升，反馈输入电压u_i持续上升。

若输入信号u_i＞2V_C/3，555定时器（U_A）3端输出为低电平，驱动器IR2125输出7端使开关管VT关断，流过LED串的电流由电感续流维持，按指数规律下降，采样电阻R_S上的采样电压信号亦下降，经过U₁、U₂反馈到定时器555（U_A）的输入电压u_i下降。

当输入信号下降到V_C/3＜u_i＜2V_C/3范围内时，555定时器（U_A）3端输出状态不变，开关管VT关断，LED串的电流继续下降，采样电压信号继续下降，反馈输入电压u_i亦继续下降。

当输入信号下降到u_i＜V_C/3时，555定时器（U_A）3端输出再次变为高电平，IR2125控制器输出使开关管VT再次导通，LED串电流上升，采样电压信号上升，反馈输入电 压u_i上升。

由此，可以控制LED串的电流在某设定值上下变化，实现大功率LED串的恒流驱动控制。

为了避免LED串中电流变化而产生的频闪现象，控制电路开关转换频率必须大于200Hz。根据LED串中需要的驱动电流数值以及驱动电流变化设置的峰谷值，可以计算出电路中的有关参数。

按照该恒流驱动电路的原理分析，假定流过LED串的电流为I_d，R_S上的采样电压为I_dR_S。若R₄、R₅分压信号为u_j，该采样信号与u_j的差值经过353运放U₁放大，输出电压为（I_dR_S-u_j）R₈/R₆。则LED串的电流采样信号经过353运放U₂后输出电压为  $u_i=\frac{(I_d{R}_S-u_j)R_8}{R_6}\frac{R_{12}}{R_{10}},$ 设定R₉=R₆。

当u_i＞2V_C/3，开关管VT关断，LED串中流过的电流按指数规律减小；当u_i＜V_C/3开关管VT导通，LED串中流过的电流按指数规律增加。分析从555控制器（U_A）比较控制电压下阀值开始。

VT关断，被控电流下降，当反馈电压达到555控制器（U_A）下沿阀值时，开关管VT开始导通，u_i=V_C/3，LED串中流过的电流为：

$I_{d0}=\frac{1}{R_s}(\frac{V_C}{3}\frac{R_6{R}_{10}}{R_8{R}_{12}}+u_j)---\left(1\right)$

VT管导通后，LED串中的电流将按指数规律上升，表达式为：

$i_d=(\frac{U_S-U_D}{R_s+R_L}-I_{d0})(1-e^{-t/\mathrm{\τ}})+I_{d0}---\left(2\right)$

式中，U_S为LED串供电电源电压，U_D为LED串导通压降，R_L为电感电阻，R_S为采样电阻，τ为电路时间常数，τ=L/(R_s+R_L)，L为电路电感，I_d0为LED串电流初始值，也是电路控制的电流变化下限（谷值）。

当LED串电流上升到555（U_A）上沿阀值时，开关管开始关断，u_i=2V_C/3，LED串中流过的电流为：

$I_{\mathrm{dm}}=\frac{1}{R_s}(\frac{{2V}_C}{3}\frac{R_6{R}_{10}}{R_8{R}_{12}}+u_j)---\left(3\right)$

VT管关断后，LED串中的电流将按指数规律下降，表达式为：

i_d＝I_dme^-t/τ                  （4）

式中，I_dm为LED串电流最大值，也是其控制的电流变化上限（峰值）。

因此，在开关管导通、关断过程中，LED串中电流从只要电路参数适当设置，I_d0和I_dm控制在期望输出电流一定的变动范围内，便可实现LED串中电流的恒流控制。其开关管VT的开关频率取决于电路参数及电源电压，随着电源电压的增加，电路开关频率将逐步增加。

开关管开通工作时间可以由公式（2）求得，令方程左边等于I_dm，VT开通工作时间为：

$t_{\mathrm{on}}=\mathrm{\τ}\ln \left(\frac{\frac{U_S-U_D}{R_s+R_L}-I_{d0}}{\frac{U_S-U_D}{R_s+R_L}-I_{\mathrm{dm}}}\right)---\left(5\right)$

同样，开关管关断工作时间可以由公式（4）求得，令方程左边等于I_d0，VT关断工作时间为：

$t_{\mathrm{off}}=\mathrm{\τ}\ln \frac{I_{\mathrm{dm}}}{I_{d0}}---\left(6\right)$

电路工作频率为：

$f=\frac{1}{t_{\mathrm{on}}+t_{\mathrm{off}}}---\left(7\right)$

在实际电路供电电源为V_C=5V，取样电阻取R_s=0.4Ω，353的U₁放大倍数设置为10，即U₂放大倍数设置为1，即且令R₉=R3。谷值电流I_d0、峰值电流I_dm

分别为（重写如下）：

$I_{d0}=\frac{1}{R_s}(\frac{V_C}{3}\frac{R_6{R}_{10}}{R_8{R}_{12}}+u_j),I_{\mathrm{dm}}=\frac{1}{R_s}(\frac{{2V}_C}{3}\frac{R_6{R}_{10}}{R_8{R}_{12}}+u_j)$

当u_j设置为0时，根据方程（1）和（3）可得：I_d0=0.417A，I_dm=0.833A，即LED串中的电流在0.417A－0.833A之间变化，平均电流为：0.625A，取样电阻功率0.156W。

当u_j设置为0.2V、0.4V、0.6V时，相关参数计算如下表

uj（V）

Id0

Idm

ΔI

Iav

PRS（W）

	（A）	（A）		（A）
						0.0	0.417	0.833	0.416	0.625	0.156
0.2	0.917	1.333	0.416	1.125	0.506
						0.4	1.417	1.833	0.416	1.625	1.056
0.6	1.917	2.333	0.416	2.125	1.806

同样情况（V_C=5V，R_s=0.4Ω）下，如果U₁放大倍数设置为20，相关参数计算如下表

uj	Id0	Idm	ΔI	Iav	PRS（W）
						0.0	0.208	0.417	0.209	0.3125	0.039
0.2	0.708	0.917	0.209	0.8125	0.264
						0.4	1.208	1.417	0.209	1.3125	0.689
0.6	1.708	1.917	0.209	1.8125	1.314

同样情况（V_C=5V，R_s=0.8Ω）下，如果U₁放大倍数设置为10，相关参数计算如下表

uj	Id0	Idm	ΔI	Iav	PRS（W）
						0.0	0.208	0.417	0.209	0.3125	0.0781
0.2	0.458	0.667	0.209	0.5625	0.2531
						0.4	0.708	0.917	0.209	0.8125	0.5281
0.6	0.958	1.167	0.209	1.0625	0.9031

同样情况（V_C=5V，R_s=0.8Ω）下，如果U₁放大倍数设置为20，相关参数计算如下表

uj	Id0	Idm	ΔI	Iav	PRS（W）
						0.0	0.104	0.208	0.104	0.156	0.0194
0.2	0.354	0.458	0.104	0.406	0.1318
						0.4	0.604	0.708	0.104	0.656	0.3443
0.6	0.854	0.958	0.104	0.906	0.6567

从上面分析可见，由于555定时器（U_A）上、下门限电压的固定性（V_C/3－2V_C/3）， LED串中电流的控制变化范围取决于反馈放大器放大倍数和取样电阻阻值，也影响电路的工作频率，电流控制变化范围越小，同等情况下电路工作频率越高。

如果选定被驱动的LED串，其驱动电流便已知，假定为I_x，按照允许变动10%计算，其控制峰、谷电流分别是1.1I_x和0.9I_x。设取样电阻为R_s，第二级放大器U₂放大倍数为1，按照（1）、（3），可以分别求出第一级放大器U₁放大倍数及控制电路基准电压。

$k=\frac{V_c}{0.6I_x{R}_s}---\left(8\right)$

u_j＝0.7I_xR_s                       （9）

电路中电感的数值也影响控制电路的工作频率，要求在最低工作电压情况下，电路的工作频率高于200Hz，可以选择电感值到（5）～（7）式中进行验算，看是否满足要求，规律是电感值越大，同等情况下，电路工作频率越低。

驱动电路工作过程中，需要给控制电路提供对称电源，本实例要求给控制电路提供±5V电源。因为正常情况下，给LED供电的电源只有一路，为此，需要借助于555定时器（U_B）实现电压极性转换电路。由外部电源通过7805三端稳压器提供+5V电源，见图3所示。-5V电源的获得是借助于555定时器（U_B）实现输入电源的极性反转，具体电路见图4所示。通过555定时器（U_B）构成多谐振荡器，振荡频率取决于R₁₃、R₁₄和C₇，f=1/0.7C₁₇(R₁₃+2R₁₄)。如R₁₃=30KΩ、R₁₄=20KΩ、C₇=0.01μF时，振荡频率约为2000Hz。振荡器输出脉冲电压通过电容C₉、D₃、C₁₀、D₄整流变换成负极性的电压。当振荡器输出高电平时，该高电平通过D₃给电容C₉充电，C₉上电压极性为左“正”右“负”。当振荡器输出低电平时，555定时器（U_B）输出端为推挽输出，C₉上电压通过定时器输出端下位驱动管、D₄给C₁₀充电，C₁₀电压极性为下正上负，再通过稳压管D_W限压提供-5V电源。在电源电压增加的情况下，只要不超过稳压管的稳压值，输出电压跟随C₁₀上的电压变化。若C₁₀上的电压超过稳压管的稳压值，稳压管击穿，R₁₆限流，保证输出电压稳定。

图3、图4电路中，只要给定电源电压超过6V，两电路便可以提供稳定的5V电源，电路最大可工作电源电压达到18V。在5V～6V范围内，该两电路亦可以工作，为图2电路提供正负电源，但正负电源的电压数值会有差别，主要是负电源达不到-5V，影响控制电路输出电压摆幅，对电路工作有影响，控制LED串电流的准确性变差。因此， 该电路可稳定工作电压范围为6～18V。

该大功率LED恒流驱动电路，摒弃以往电流控制电路中采用谐振电路、变压器电路的控制方法，借助于555定时器（U_A）本身确定的两个基准电压回环，实现LED串的电流控制。由于555定时器（U_A）在电源电压确定的情况下，两个基准电压固定，LED串中的电流变动范围控制可以做得很准确，可以实现LED串驱动电流的准确控制。

该大功率LED恒流驱动电路，555定时器（U_A）所形成的驱动信号通过IR2125专用驱动集成电路驱动输出场效应晶体管，给LED串提供驱动电流。IR2125专用驱动集成电路的电源与大功率LED串共用，在555（U_A）驱动信号作用下，电源电压变动时，IR2125的输出信号均可以满足LED的驱动要求。驱动用的场效应晶体管可以根据LED串对象的驱动需求合适选择。

该大功率LED恒流驱动电路，为了降低取样电阻所产生的功率损失，所选取的采样电阻阻值较小，避免因为LED驱动电流流过该采样电阻而产生过多的功率损耗。

该大功率LED恒流驱动电路，为了使取样电压与控制电路中555定时器（U_A）的上、下门限电压相适应，从电阻上采样得到的电压信号必须进行放大。因此，该大功率LED恒流驱动电路在反馈回路中设置电压放大器，将采样电压进行放大。为了增加该驱动电路的适应性，先将采样电压与一可以自行设定的基准电压进行比较，基准电压自主调节便实现被控电流的灵活调整。

该大功率LED恒流驱动电路，为了满足电路控制需要，电流采样值通过两级运放进行放大，放大倍数可以在很大的范围内调整，可以使输出电流变动范围变化很小，从而满足LED串中电流的精确控制。

该大功率LED恒流驱动电路，LED串中电流采用降压变换电路控制，负载回路设置合适的电感器，以使被控电流围绕在期望输出的电流值附近以一定的频率变动，实现LED驱动电流的按需调整。

该大功率LED恒流驱动电路，采样反馈回路设置了两级运算放大器，需要正负对称电源。本发明采用555（U_A）构成振荡电路，通过输出脉冲整流电路实现输入直流电压的级性变换，获得负电源，正电源由外部电源通过7805三端稳压器提供。

Claims (5)

1.一种大功率LED恒流驱动电路，其特征在于：包括555定时器、IR2125驱动器、电压放大器和采样电阻；所述的采样电阻与LED串电路相连；所述的IR2125驱动器通过VT开关与LED串电路相连；所述的电压放大器与采样电阻相连，所述的电压放大器与555定时器相连；所述的555定时器与IR2125驱动器相连；所述大功率LED恒流驱动电路，借助于555定时器的上、下门限电压及其与定时器输出状态信号之间的关系，实现LED串驱动电流的恒定控制，555定时器输出的控制信号通过IR2125驱动器驱动场效应开关管的开通与关断，实施LED串中电流的数值调整；在所述LED串回路中设置电感元件，利用电感元件电流不能突变的特点，借助于开关管的开通、关断完成LED串中的电流调整；当开关管开通时，LED串中的电流上升，当开关管关断时，LED串中的电流下降，电流上升、下降的速率取决于电源电压、电感感值、回路电阻值；上升到达的峰值电流以及下降到达的谷值电流与555定时器的上、下门限电压有关，且与反馈回路的放大器放大倍数有关；LED串中的电流通过采样电阻取样，变成与电流成正比的电压信号；反馈回路设置运算放大器对采样信号实施放大，以使峰值电流、谷值电流采样信号与555定时器上、下门限电压对应，以此决定电路状态的转换：当LED串中的采样电流对应的电压信号上升到555定时器上限电压时，555定时器输出信号决定VT关断，当LED串中的采样电流对应的电压信号下降到555定时器下限电压时，555定时器输出信号决定VT开通，从而决定电路状态的转换。

2.根据权利要求1所述的大功率LED恒流驱动电路，其特征在于：所述的IR2125驱动器与被驱动LED串共用电源。

3.根据权利要求1所述的大功率LED恒流驱动电路，其特征在于：在场效应开关管开通与关断过程中，LED串中电流围绕期望值在设定的范围内变动，以获得LED串驱动的恒定电流控制。

4.根据权利要求1所述的大功率LED恒流驱动电路，其特征在于：所述555定时器由三端稳压器提供电源。

5.根据权利要求1所述的大功率LED恒流驱动电路，其特征在于：所述电路可稳定工作电压范围为6～18V。