LED-驱动电路大全

第1页共11页HA220XXPB系列恒流源应用技巧深圳光华源科技有限公司研发中心杨代祯、黄桂香、张建刚关键词：恒流源LED驱动应用技巧摘要：随着照明事业的不断发展，LED因其节能环保的优越特性而成为照明业的发展潮流。LED的恒流驱动技术也成为LED照明业的首要问题。HA220XXPB系列恒流源因其具有小体积，宽工作电压范围，及独特的使能端而被业界认同。本文从该芯片的典型应用，使能端应用，以及使能端的扩展应用方面着手，着重分析如何用此芯片驱动各种LED智能彩灯，帮助广大LED灯客户制作各种五颜六色的智能灯。随着LED照明技术的不断发展，驱动LED的恒流源也就提到议事日程上来了，LED和恒流源驱动，他们是一对不可分离的伴侣，深圳光华源科技有限公司自主研制开发生产的HA220XXPB系列恒流源从众多产品中脱颖而出，成为众多LED驱动电源IC中的佼佼者。纵观HA220XXPB系列恒流源，发现其具有以下几个优点：1、输入电压范围宽，适应AC85V～AC265V电压输入；2、输出电流恒定，电流大小可由外围电路整定，且恒流精度高；3、效率高，在纯阻性负载情况下，效率高达95%；4、可驱动LED个数多，可将LED按实际需要串联、或串并联相结合的办法带动多个LED灯珠；5、HA220XXPB系列恒流源体积小，仅为DIP10封装，可嵌入小体积灯具内；6、外围电路简洁，因无电感，无变压器，稳定性好；7、有使能端，可利用使能端做成多种智能灯具，实现多种功能。HA220XXPB系列恒流源的应用：利用此恒流源体积小的特点，可将其设计到小体积封装的LED灯具内，可取代日光灯、白炽灯等主照明，作为工业照明设备、装饰照明设备，园林景观照明灯具及节能灯具等；利用使能端，可设计成各种变幻莫测的彩灯，用于大中型喷泉、溶洞等高档水景的彩色投光照明，利用输出电流可由外围电路设定的特点，可将其应用于LCD平面显示背光源的驱动中，还可应用于电子显示器以及其它不需与电源隔离的应用中作为LED的驱动电路。下面，对HA220XXPB系列恒流源的应用做一个简单分析，与大家共享。HA220XXPB系列恒流源DIP10封装，其引脚排列图如下：脚位符号定义脚位符号定义1EN使能端（悬空使能）2RS启动电阻引出端3OUT-输出负端4BC补偿电阻端5OUT+输出正端6IN+输入正端7NC空脚（用户禁用）8RT电流调整端9CP平滑端10GND地第2页共11页1、典型应用（见图一）利用隔离方式使能图一典型应用说明：此电路为HA220XXPB系列恒流源IC的典型应用，输出电流大小由R1整定，电流整定电阻R1与电流的关系见下表HA220XXPB系列输出电压工作范围：最佳输出电压范围为150V～180V，输出电流为20mA时，最低输出电压为30V，输出电流为40mA和60mA时，最低输出电压为90V。注：最低输出电压实质就是∑VF，即各LED的正向工作电压之和。HA22004PB、HA22006PB为多路输出时，尽量使输出个数和颜色一致。如实际使用中LED个数不能一致时，可加接稳压管使各路输出电压均衡。20mA(HA22002PB)47Ω/0.5W20mA±20%范围内电阻值修正电流增加1mA，电阻值减小2Ω；电流减小1mA，电阻值增加2Ω。40mA(HA22004PB)24Ω/1W40mA±20%范围内电阻值修正电流增加2mA，电阻值减小1Ω；电流减小2mA，电阻值增加1Ω。60mA(HA22006PB)15Ω/1-2W60mA±20%范围内电阻值修正电流增加3mA，电阻值减小0.6Ω；电流减小3mA，电阻值增加0.6Ω。RT8IN+6OUT+5EN1RS2OUT-3CP9GND10BC4NC7HA220XXPBFUR1R2+C21~4.7u/400V+C1~85-264VNLVinACR310KVinDC第3页共11页2、开路保护电路（见图二）在LED为多路并联的使用情况下，当一路开路，为保护与之并联的LED串，可采用如下保护电路。（图为两路LED并联电路，一路开路后，保护另一路不会因电流增大而损坏的保护电路）图二附加保护电路LED未开路时，R3上的电压降使V1导通短接VT1的门极和阴极，VT1截止，电路正常工作。LED开路时，R3上无电压降，V1截止，VT1导通，流过电流不会加到另一路LED上去，起到保护作用。R5的取值：若一路串联50只LED，并假设每只LED的VF为3.2V，则R5的阻值为：3.2V×50/0.02A=8000Ω,R5的功耗为0.022*8000W=3.2W，实际取R5的功耗应比3.2大。+C21u/400VC30.1uH1H2H3V19013R3100R5*R8470R7470VT1BT169HnR6470KH4BA图(d)附加保护电路H1'H2'H3'R3'100Hn'H4'+C447u/16VC3'0.1uV1'9013R5'*R8'470R7'470VT1'BT169R6'470K+C4'47u/16V第4页共11页3、隔离方式使能（见图三）图三隔离方式使能说明：此电路在典型应用的基础上，利用光耦控制使能端，当光耦开通时，1脚通过光耦与2脚相连至高电平，5脚输出被关断，LED灯不亮；光耦关断时，1脚悬空，使能端无效，5脚输出正常，LED正常发光。利用这种功能，接通或关断LED驱动电源，使之发光与熄灭，实现各种发光效果。4、非隔离方式使能（见图四）图四非隔离方式使能说明：此电路在典型应用的基础上，利用三极管的通断来控制使能端，当三极管开通时，1脚通过三极管与2脚相连至高电平，5脚输出被关断，三极管截止时，1脚悬空，使能端无效，5脚输出正常，利用这种功能，接通或关断LED驱动电源，使之发光与熄灭，实现各种发光效果。注意：控制信号的“地”与恒流源的“地”能安全共地时方可使用“非隔离方式使能”。图(a)隔离方式使能光耦截止，芯片工作；光耦导通，内部关断不工作。1423PC817RT8IN+6OUT+5EN1RS2OUT-3CP9GND10BC4NC7HA220XXPBFUR1R2+C21~4.7u/400V+C1~85-264VNLVinACR310KVinDCL1~2.2mHV1R4图(b)非隔离方式使能RT8IN+6OUT+5EN1RS2OUT-3CP9GND10BC4NC7HA220XXPBFUR1R2+C21~4.7u/400V+C1~85-264VNLVinACR310KVinDCL1-2.2mH控制信号使能端，悬空有效，高电平关断，该引脚不允许接低电平晶体管V1推荐用9013或8050，通过电阻R4接5V电平时，R4推荐用4.7K或5.1K注意：控制信号的“地”与恒流源的“地”能安全共地时方可使用“非隔离方式使能”EN:第5页共11页+A11-A12+A216-A215COMP3DTC4CT5RT6C18C211OC13VREF14E19E210VCC12GND7N2TL494R1220KC60.1C5100uR111KR141KR10470KR131KRP15.1K+12V调电位器RP1即可调占空比PWM信号PWM信号发生器U1.1PC817R9100V19013R85.1KC410uC310uR75.1K注意：PWM控制信号与恒流输出不可共地LNH1+C2+C1R2VC101R120KH2H3H25R310KGND10CP9EN1RS2OUT-3BC4OUT+5IN+6NC7RT8N1HA220XXPBU1.2PC817L11-2.2mHR4510R64.7V29013MCU或ASIC、PWM发生器PWM、TTL电平或COM电平5V+5V+~85-264VVinAC虚线框内取代R15、PWM调光电路（见图五）图五PWM调光电路说明：1此电路在典型应用的基础上，利用输出电流可调的特点，将图一中的电流整定电阻R1用R1、R4、R6、U1.2、V2组成的等效电路代替，此等效电路的阻值大小可由光耦替代，当驱动光耦的PWM信号发生改变时，此等效电路的阻值发生改变，从而实现调光功能。2其调光范围如下：型号调光范围HA22002PB0.5mA～20mAHA22004PB0.5mA～40mAHA22006PB0.5mA～60mA3图五中的PWM信号为MCU的一个PD或其它部分共用的ASIC电路PWM输出口，响应时间为10ms，市场所流行的PWM方式为采用MCU或专用集成电路的调光模式，以下提供一个电路，可以与原来的PWM波相接口匹配应用，以供参考。图六PWM信号发生器第6页共11页6、背光源调光电路（见图七）图七背光源调光电路以上为电位器调节方式，如用数字电位器调光，可用以下电路替代框内电路。LNH101+C102+C101R102VC101R101150H102H103H125R10410KGND10CP9EN1RS2OUT-3BC4OUT+5IN+6NC7RT8N101HA220XXPBU101.1PC817U101.2PC817H201+C202+C201R202R20110H202H203H225R20410KGND10CP9EN1RS2OUT-3BC4OUT+5IN+6NC7RT8N201HA220XXPBU201.2PC817H301+C302+C301R302R30110H302H303H325R30410KGND10CP9EN1RS2OUT-3BC4OUT+5IN+6NC7RT8N301HA220XXPBU301.2PC817U201.1PC817U301.1PC817R40420N401TL431R4021.5K32184N401ALM358R403510RP4011KV4018050R4012K+5V+7.5VABCL101L201L301电位器调节方式VinAC~85-264V第7页共11页图八数字电位器调节方式说明：此电路在典型应用的基础上，利用输出电流可调的特点，采用电位器、按纽或其它软开关，可以调节LED的LCD背光源。如图：改变LM358输入信号3脚的电压，V401的基极电压跟随一起改变，流过光耦的电流发生改变，从而改变恒流源8脚输入阻抗值，实现调光功能。图五给出以可调电位器数字电位器两种模式改变LM358输入信号3脚的电压方式，可供参考。C4010.1u+5V+C40322u/10vC4020.1u+7.5VVin1GND2Vout3N40378L05+5V123&D401ACD4011564&D401BCD4011R40510KR40610KABCVcc8ASE7VL6Vw5Vss4Vh3PD2PU1D402X9511ZS4018910&D401CCD4011121311&D401DCD4011R40710KR40810KS402加按纽减按纽5V工作电源图(五)数字电位器调节方式第8页共11页LNH101(红)+C102+C101RT8IN+6OUT+5EN1RS2OUT-3CP9GND10BC4NC7N101HA220XXPBR102R101VC101U101PC817H201(绿)+C202RT8IN+6OUT+5EN1RS2OUT-3CP9GND10BC4NC7N201HA220XXPBR202U201PC817H301(蓝)+C302R10310KRT8IN+6OUT+5EN1RS2OUT-3CP9GND10BC4NC7N301HA220XXPBR302U301PC817H102(红)H103(红)H10n(红)H202(绿)H203(绿)H20n(绿)H302(蓝)H303(蓝)H30n(蓝)LN+C201R201VC201LN+C301R301VC301L1012.2mHL1022.2mHL1032.2mHR20310KR30310KVinACVinACVinAC~85-264V~85-264V~85-264V7、闪灯（见图九）图九闪灯说明：此电路在非隔离方式使能的基础上，应用同步定时器控制V1的通断，当V1开通时，使能端1脚接至高电平，使能有效，5脚无输出，LED灯不亮，当V2截止时，5脚输出正常，LED灯工作