LED電源原理簡介

簡易LED可調(diào)恒流源簡析合肥華耀電子工業(yè)有限公司電源研發(fā)中心張輝利用運(yùn)放對MOSFET電流控制的可調(diào)性進(jìn)行管理3、利用電壓跟隨器實(shí)現(xiàn)小電流充電UOU2U1U-U+這個(gè)電路是利用MOSFET工作在放大狀態(tài)下的特性來實(shí)現(xiàn)電流的管控的。簡單的介紹一下MOSFET恒流區(qū)的工作原理:我們知道,根據(jù)MOSFET的輸出特性,他有三個(gè)工作區(qū),即:可變電阻區(qū)、恒流區(qū)、擊穿區(qū)。這里我們所要講的是恒流區(qū)，也就是我們電路中所應(yīng)用的哪個(gè)工作區(qū)。至于MOSFET的溝道在夾斷和未夾斷狀態(tài)下的電流受控過程，這里不做贅述。其原理為：在恒流區(qū)內(nèi)，VDS≥VGS-VT，導(dǎo)電溝道處于夾斷狀態(tài)，當(dāng)VGS一定而VDS增加不影響導(dǎo)電溝道，ID趨于飽和，不再隨VDS變化而當(dāng)VGS增加時(shí)，導(dǎo)電溝道電阻減小，ID迅速增加，輸出特性為一組受VGS控制的近似平行線。如上圖所示。在恒流區(qū)內(nèi)，漏極電流ID與柵極電壓的關(guān)系為：ID≈K(VGS-VT)2基于上述原理，如果能夠控制MOS管柵極電壓，使其工作于恒流區(qū)，那么我們就可以實(shí)現(xiàn)通過控制MOS管柵極來調(diào)節(jié)流過漏極的電流。這樣就可以利用他來實(shí)現(xiàn)流過LED的電流的可調(diào)性控制。接下來就需要找到一種方法來控制MOSFET的柵極。該電路使用的是差動放大器來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然這個(gè)電路對于大的電流來說就不適合了。為了滿足MOS管工作于恒流區(qū)，必要條件是要滿足VDS≥VGS-VT，當(dāng)電流要求很大時(shí)，根據(jù)ID≈K(VGS-VT)2，則VGS也要求很大，就有可能出現(xiàn)VDS≤VGS-VT的情況，這將進(jìn)入可變電阻區(qū)，那么ID隨著VDS變化，就達(dá)不到控制電流的目的。接下來再簡單的介紹一下差動運(yùn)放：如上圖所示輸入信號U1、U2經(jīng)電阻R1、R2分別加到“-”和“+”，輸出電壓經(jīng)Rf回授到“-”，四個(gè)外接電阻須滿足阻抗匹配條件，即R1=R2，R’=Rf。那么當(dāng)運(yùn)放為線性運(yùn)用時(shí)，利用疊加原理有：當(dāng)U2=0,僅U1作用時(shí)的輸出電壓U’o為:

U’o=-(Rf/R1)U1當(dāng)U1=0,僅U2作用時(shí)的輸出電壓U’’o為:

U’’o=(1+Rf/R1)U+=(1+Rf/R1)R’R’+R2U2那么Uo=Uo’+Uo’’=Rf/R1(U2-U1)(∵R1=R2,Rf=R’)根據(jù)這個(gè)導(dǎo)出的函數(shù),只要控制好U2那么MOSFET的柵極便可得到控制.還有一點(diǎn),在原理圖中,我們看到0-5V調(diào)節(jié)電壓至“-”端，疊加了一個(gè)固定電壓，這個(gè)原因就是上面分析的其中一部分，我們看：當(dāng)U1=0,僅U2作用時(shí)的輸出電壓U’’o為:

U’’o=(1+Rf/R1)U+=(1+Rf/R1)R’R’+R2U2這就是說，在Vadj（U-）從0V調(diào)到U+之前，第一個(gè)運(yùn)放的輸出是不受Vadj控制的，所以必須疊加一個(gè)電壓使之度過這個(gè)不受控的過程。缺點(diǎn)：MOSFET隨溫度升高,門檻電壓(VT)會降低,跨導(dǎo)也會降低,從而影響柵極對漏極的控制能力.以上所述，有些雕蟲小技只是實(shí)驗(yàn)室里個(gè)別樣品,還沒有經(jīng)過量產(chǎn)的檢驗(yàn)，一定還會有問題存在，懇