自己焊了一個簡單的功率白光LED恆流電路

asdsaf

最近在玩白光LED，於是買了幾種大功率白光LED的驅動芯片，有線性恆流的，也有DC/DC恆流的。

前幾天晚上想到一個雜誌上有用鋰電池保護板上面的那個低導通電阻的MOSFET做LDO線性穩壓電路驅動白光LED的，於是就想看看能不能做個簡單的恆流電路驅白光LED。於是就有了下面這個最簡易的恆流電路。其實並不是想真的去用這個電路，就是想看看這種簡單的不能再簡單的電路效果能到什麼程度。測試之後發現，也不是想想中的那麼差，如果應急使用也是可以的n_115| 。


這個電路主要特點是：電流可調，電路簡單，體積小，元件容易找到，效果也還可以接受。
MOSFET取自報廢的手機鋰電池的保護板。
TL431可以用貼片或者3mm白色LED代替，但是LED的穩壓效果不是很好（不過可當指示燈）。
1歐電阻為取樣電阻，要根據負載電流大小做適當調整，可調電阻是調節恒流值的。
採用可調電阻容易調到所需的值，但是體積大，阻值不穩定。採用普通電阻很難找到合適的阻值，只能採取串並聯，但體積小，阻值穩定。

實際測量結果如下（採用圖中參數，LED是1W的暖白光，商家給的Vf是3.2V-3.6V，工作電流350mA）：
我是大陸的，這個圖中的字忘記改成繁體的了。。。n_109|


結果說明：
根據鋰電池放電曲線，鋰電池使用電壓一般是3.6-4.2V，鋰電池在3.6V以下放出的電量只占總電量的很少一部分。不用太在乎鋰電池2.7V-3.6V之間的部分。平常使用只需要關注3.6V-4.2V之間的部分就基本可以了。

測量結果可以看出，在鋰電池3.6V-4.2V放電區間，電流變化大概是10%的樣子，雖然達不到AMC7135的3mA/V的效果（但是AMC7135不同個體恒流值差別較大），但是一般使用我估計是沒問題的。另外這個電路是我畫出原理圖後隨便找了一些參數差不多的元件拼起來的，如果優化一些參數，效果應該可以更好。

另外要說的一點是不要盲目的認為同一個LED的“Vf”是基本不變的，同一個白光LED，電流不同，“Vf”差別很大的，我測試了一下上面那個LED的“Vf”，在200mA多的時候是3.4V，然後總電壓是3.0V的時候，電流100mA左右的時候，“Vf”就降到了2.9V。這個也就為什麼寫的Vf是3.2V-3.6V，但是電池電壓是3.0V的時候LED照樣可以發光的原因。用不同的電壓直接驅動LED時候，從2.9V變到3.4V，LED並不會燒壞，只是電流從100多變成了200多而已。另外也說明了LED並不像平常說的那樣，稍微過一點電壓，電流就變的超級大，燒壞LED。其實沒這麼誇張的，V-I曲線沒那麼陡。

線性電路效率不一定比DC/DC的低。其實有興趣算算電路的效率，按照VF是3.2V左右計算，4.2V時大概是76%，到3.2V的時候的近乎100%，按照線性變化的話，平均效率大概是88%，呵呵，也不低了。

電路改進和變通：
如果手頭沒有TL431，建議採用白光二極體+紅光或者綠光二極體的二級穩壓，雖然我沒去試，不顧我估計這樣效果會比只一個白光的效果好。

當然你手頭要是有3.xV能正常工作的運放可以換下面這種效果更好的電路。

yuchiuan

電路簡單 零件取得容易 有空兜來玩玩:sam24

e0982296321

沒關係，我們看的懂簡体字，感謝你的分享

twm

用LM317或78系列的穩壓ic
加電阻就可成定電流
這樣更簡單了

pachiko

感謝分享～先收下囉～n_014|

asdsaf

用LM317或78系列的穩壓ic
加電阻就可成定電流
這樣更簡單了
twm 發表於 2011-1-16 12:57 PM http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif

LM317或者78的電壓高了可以，用到一節鋰電池的地方是不行的。

twm

回復 6# asdsaf

輸出電壓高低是其次
目的在於定電流的接法與應用

雄爸爸

LED的工作電壓是3.2~3.6V 電流是350ma
如果是使用一節電池3.6v~4.2v
用LM317會有電壓損失,而無法達到預期的電流
因為LM317的輸入電壓必須高於輸出電壓
當鋰電池在4.2V時或許還能定電流
當電壓低於某一程度時,可能就無法定電流了
所以在低電壓輸入的LED恆流電路,都是用Rds(on)較低的MOS做輸出,以達到最小的壓降

asdsaf

回復  asdsaf

輸出電壓高低是其次
目的在於定電流的接法與應用
twm 發表於 2011-1-18 06:00 PM http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif

LM317恆流的話，至少需要在那個設定電流的電阻上浪費1.25V的電壓，這個是必須的。
你如果用在單節鋰電池上，4.2V-1.2V=3V，這個還是假設LM317上的電壓降是0V的情況下。如果算上LM317自身的壓降，LED上的電壓連3V都不到了，LED根本就不會亮了。

twm

回復 9# asdsaf


依線路圖研析 R4=1歐姆情況下
確實整個電路在定電流需求
有較低功率消耗的表現
且適合工作較低外接電壓

asdsaf

回復  asdsaf


依線路圖研析 R4=1歐姆情況下
確實整個電路在定電流需求
有較低功率消耗的表現
且適合工作 ...
twm 發表於 2011-1-18 10:20 PM http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif

下面的圖是用Multisim仿真的結果，LED設置是2.4V亮，實際中2.4V對於功率LED已經非常暗了。一個是4.2V的圖，一個是4.0V的圖，一個是3.6V的圖。電流從5xxmA變成3xxmA，最後是33mA。LM317在一節鋰電池的時候已經起不到恆流作用了。

4.2V的圖



4.0V的圖


然後是3.6V的圖

twm

回復 11# asdsaf


依據 asdsaf 圖例R4=1歐姆時 所得論述
可有較低功率損耗
R4=1 非應用LM317上

asdsaf

回復  asdsaf

依據 asdsaf 圖例R4=1歐姆時 所得論述
可有較低功率損耗
R4=1 非應用LM317上
...
twm 發表於 2011-1-19 05:30 PM http://bbs.pigoo.com/images/common/back.gif

sorry，我還以為你說的是LM317。
謝謝你的計算。
不過我畫的這個帶運放的電路是一個簡化，其實應該再加兩個反饋電阻，這種開環的電路度運放要求太高了，如果加兩個電阻就好很多了，普通運放也可以使用了。