最简单的恒流源LED驱动电路

WMZD系列专门为LED照明做温度补偿的电阻,采用热敏电阻补偿法的LED恒流源,具有电路简洁,可靠性好,组合方便,经济实用,适用各种LED头灯,日光灯,路灯;车船灯,太阳能LED庭院灯;LED显示屏等对恒流的需求。就是专门针对LED 照明出现的由于温度引起的LED PN结电压VF下降,即-2mV/℃,称为PN结的负温效应。该特性在发光应用上就是个致命的缺陷,直接影响到LED器件的发光效率、发光亮度、发光色度。比如,常温25℃时LED最佳工作电流20mA,当环境温度升高到85℃时,PN结电压VF下降,工作电流急剧增加到35mA～37mA,此时电流的增加并不会产生亮度的增加,称为亮度饱与。更为严重的就是,温度的上升,引起光谱波长的偏移,造成色差。如长时工作在此高温区还将引起器件老化,发光亮度逐步衰减。同样,当环境温度下降至-40℃时,结电压VF上升,最佳工作电流将从20mA减小到8mA~10mA,发光亮度也随电流的减少而降低,达不到应用场所所需的照度。

为了避免上述特性带来的不足,一般在LED灯的相关产品上,通常采用如下措施:1、将LED装在散热板上,或风机风冷降温。2、LED采用恒流源的供电方式,不因LED随温度上升引起使回生电流增加,防止PN结恶性升温。或这两种方法并用。实践证明,这两种方法用于大功率LED灯(如广告背景灯、街灯)。确实就是行之有效的措施。但当LED灯进入寻常百姓家就碰到如下问题了:散热板与风冷能否集成在一个普通灯头的空间内;采用集成电路或诸多元器件组成的恒流源电路,它的寿命不取于LED,而取决整个系统的某块“短板”;有没有吸引眼球的价格。用热敏电阻补偿法来解决LED恒流源问题,既经济又实用。

我公司采用具有正温度系数的热敏电阻(+2mV/℃)与负温度特性的LED(-2mV/℃)串联,互补成一个温度系数极小电阻型负载。一旦工作电压确定后,串联回路中的电流,将不会随温度变化而变化,通俗地讲,当LED随温度升高电流增加时,热敏电阻也随温度升高电阻变大,阻止了回路电流上升,当LED随温度下降电流减小时,热敏电阻也随温度下降电阻变小,阻止了回路电流的减少,如匹配得当,当环境温度在-40℃

-85℃范围内变化时,LED的最佳工作电流不会明显变化,见图1电流曲线Ⅱ。

2:应用:

从图1可见,采用热敏电阻温度补偿方法与采用集成电路等元件组成的恒源相比,热敏电阻温度补偿法只用1个热敏电阻元件就可解决LED恒流源问题,其价格、体积、寿命等优势不言而喻。我们采用的这种正温度热敏电阻WMZD,专为LED应用而研制的,其常用规格见表1,下面介绍一下该热敏电阻的应用特性。

20mA LED恒流源WMZD-5A20的应用

我们可以用1只WMZD-5A20与5只LED(20mA)串联组成一个标准单元,它的LED恒流源电流20mA,工作电压U=3V+5×3、4V=20、0V。3V就是WMZD-A20电阻压降,3、4V就是LED的正向导通电压(或2、8V~4、2V),它的恒流特性见图1中的电流曲线II。

3、产品外形图片

应用电路与制作

注:用热敏电阻解决LED 因温度变化而不能恒流的方案,使用本方案交流、直流电源均可,本方案不能解决供电电压变化引起的LED 电流变化,仅对电源电压比较恒定的情况下有效,电压波动范围不能超过10%。如果电压波动超过10%应采取相应的稳压措施。比如220Vac(200Vac~240Vac),(交流电源只需要整流,不需要滤波)直流电电源4、5Vdc(4、0~5、0Vdc),超过这个电压波动范围,要采用稳压措施。

与一般LED 恒流源相比,该标准单元有不怕负载开路的优点,也不怕负载短路,当短接5个LED 后,回路电流急剧上升,引起WMZD 温升,WMZD 阻值迅速增大,可有效阻止电流继续上升。经过反复实验后发现,负载短路后,短路电流可由130 mA 迅速下降到60 mA 的稳定值,如在电源的允许范围内,不会损坏电源。

由多个5A20标准单元的串联组合,即可支持一定数量的LED,并获得相应的工作电压,比如用10个标准单元相串联的电路,可支持50个LED,灯,工作电压可接近200V 。

Model

型号

恒流电流 单元工作电压 R25(Ω) 单元电路 规格 WMZD-45A15

15mA 11、3V+V F X45 755 A:引线型 B:不包封贴片型 C:包封贴片型 WMZD-5A20

20mA 3V+V F X5 150 WMZD-45A20

20mA 10V+V F X45 500 WMZD-5A30

30mA 3V+V F X5 100 WMZD-A100

100mA 0、65V+V F 6、5 WMZD-B100

WMZD-C100

WMZD-A300

300mA 0、5V+V F

1、7 WMZD-B300

WMZD-C300 也可以直接驱动一颗300mA 大功率LED

WMZD-A350

350mA 0、5V+V F 1、4 两个WMZD-B350并联可以直接驱动一颗700mA 的

WMZD-B350 大功率LED

WMZD-C350

规格书资料下载

点击下载WMZD热敏电阻在LED恒流源中的应用资料V F为LED20mA时的导通电压

100mA LED恒流源WMZD-B100的应用

1只WMZD-B100与5只并联的LED(20mA)串联可以组成一个标准单元,它的LED恒流电流为100 mA,工作电压U=0、65V+3、4V=4、05V,0、65V就是WMZD-B100的电阻压降,3、4V就是LED后,短路电流可由600 mA迅速下降280 mA稳定值。

如果要增添LED的数量,可用多个标准单元并联组合,如下图2个B100并联可以驱动10个20mA的LED灯,如果要提高工作电压,可用多个标准单元的串联组合。如下图2个单元串联,供电电压为一个单元的2倍,依次类推。

WMZD-B100,WMZD-B300,WMZD-B350的扩展应用

典型的电路连接方法见下图,用2只B100电阻并联扩展成200mALED恒流源,用于200mA的大功率LED,工作电压U=0、65V+VF。3只B100并联可扩展成300mA恒流源,用于300mA的大功率LED,工作电压U=0、65V+VF,以此类推。用2只B300电阻并联扩展成600mALED恒流源,用于600mA的大功率LED,工作电压U=0、50V+VF。3只B300并联可扩展成900mA恒流源,用于900mA的大功率LED,工作电压U=0、50V+VF,以此类推。