LED發(fā)光需要電流,電流一般是通過(guò)一個(gè)電源流至LED。典型的LED驅(qū)動(dòng)電路會(huì)用一只晶體管來(lái)提供電流,一只串聯(lián)電阻用于降低LED上施加的電壓。不幸的是,晶體管/電阻結(jié)構(gòu)上要消耗能量(VSOURCE−VDIODE)×IDIODE,它們都會(huì)轉(zhuǎn)化為熱。
圖1中的電路可以盡量減少這種能耗,它采用了一只電感和一個(gè)振蕩電路,控制通過(guò)LED的電流,否則這些能量就會(huì)被浪費(fèi)掉。電感L1存儲(chǔ)能量,并將能量送回給LED。
你也許認(rèn)為應(yīng)該將兩個(gè)或更多LED串聯(lián)起來(lái),但這種結(jié)構(gòu)并不能在改變亮度的同時(shí)仍然節(jié)能。本電路提供了一種通用的節(jié)能方法,而不必?fù)?dān)心亮度問(wèn)題,或器件的工作電壓。晶體管Q1與Q2交替地導(dǎo)通與關(guān)斷,當(dāng)L1/LED組合連接到一個(gè)電壓源時(shí),Q1從某個(gè)最小值逐漸增加通過(guò)LED的電流。晶體管Q2通過(guò)LED釋放電感L1中存儲(chǔ)的能量。電流在一個(gè)最大值和最小值之間變化。在此電路的分析中,假設(shè)晶體管Q1與Q2是無(wú)損開(kāi)關(guān)。
由于電感不允許電流的突然增大,因此將通過(guò)LED的平均電流控制在一個(gè)預(yù)定值。電感既存儲(chǔ)能量,也為L(zhǎng)ED提供電能。通過(guò)白光LED D3的平均電流是電感的一個(gè)函數(shù),詳情與其它參數(shù)見(jiàn)http://www.edn.com/file/25946-Light_an_LED_without_wasting_energy_appendix.pdf。下式適用于G2的輸出,它設(shè)定了導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間:
其中V是電源電壓,VT是電源電壓為V時(shí),CMOS門(mén)的輸入閾值電壓。
可以預(yù)計(jì)本電路的效率高達(dá)80%。仿真結(jié)果提供的平均電流值接近于http://www.edn.com/file/25946-Light_an_LED_without_wasting_energy_appendix.pdf中的值。本電路中,電源電流小于通過(guò)LED的電流,因?yàn)橛写鎯?chǔ)能量。
通過(guò)LED的電流有一個(gè)最大值和最小值,由Q1與Q2的導(dǎo)通與關(guān)斷時(shí)間,還有一些其它參數(shù),如L1的值設(shè)定。可以用一只5mH至10 mH的鐵氧體芯電感,白光LED使用正向壓降約為3V的產(chǎn)品。當(dāng)電源電壓為7V至15V時(shí),要選用更好的晶體管(如2SC3134),因?yàn)樗休^好的基射結(jié)反向擊穿電壓。圖中的C1364晶體管可很好地工作在9V以下。方程適用于CD4011BP,不過(guò)可以代之以HEF4011BP,它的功耗更低。