一種用于汽車照明的LED恒流供電電路

羅洋坤

(湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院，湖南 株洲 412001)

一種用于汽車照明的LED恒流供電電路

羅洋坤

(湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院，湖南 株洲 412001)

提出了一種用于汽車照明的LED恒流供電電路，該恒流電路由供電電流設(shè)置、恒流控制、輸出調(diào)整、電源轉(zhuǎn)換四部分組成。供電電流設(shè)置利用精密穩(wěn)壓電源芯片產(chǎn)生一個可調(diào)的參考電壓，在LED負(fù)載中串聯(lián)一個線繞電阻并利用它產(chǎn)生一個反饋電壓，將其與參考電壓分別送入電壓比較器中產(chǎn)生一個控制電壓，利用其控制調(diào)整元件的壓降，從而實現(xiàn)LED恒流供電的功能。該電路具有發(fā)光效果穩(wěn)定、LED發(fā)光元件使用壽命長、自適用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

恒流供電；電壓比較器；調(diào)整元件

目前，LED照明技術(shù)由于其節(jié)能、環(huán)保、發(fā)熱量低、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，各大汽車廠家也逐漸開始將LED照明技術(shù)應(yīng)用于輔助照明，且有取代傳統(tǒng)光源的趨勢。LED與傳統(tǒng)光源不一樣，屬于半導(dǎo)體器件，當(dāng)LED兩端加上正向電壓VF后，LED中就會有電流出現(xiàn)并開始發(fā)光，一旦電壓超過VF之后，電流就變化比較快，而且不是線性關(guān)系，汽車上現(xiàn)有的LED照明一般采用電阻或者其它器件串聯(lián)分壓的方式進(jìn)行供電，這種供電方式當(dāng)電源電壓發(fā)生變化時LED兩端的電壓也會跟隨電源電壓的變化而變化，使得LED發(fā)光出現(xiàn)閃爍的現(xiàn)象，影響燈光效果，而且長時間大電流的工作也會縮短LED的壽命，影響汽車的可靠性，給消費(fèi)者帶來不必要的開支。因此，找到一種供電電流不受電路環(huán)境影響，始終恒定不變且大小可調(diào)節(jié)的電源電路，對現(xiàn)有的汽車輔助照明LED供電電路進(jìn)行改進(jìn)是有必要的。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計

本文研究的LED恒流供電電路，由供電電流設(shè)置電路、恒流控制電路、輸出調(diào)整電路、電源轉(zhuǎn)換電路組成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

電源轉(zhuǎn)換電路將汽車蓄電池12 V電源轉(zhuǎn)換成5 V。供電電流設(shè)置電路根據(jù)汽車輔助照明LED數(shù)量的不同產(chǎn)生0.1 V～1.0 V可調(diào)的參考電壓。輸出調(diào)整電路通過一個大功率的線繞電阻與LED負(fù)載串聯(lián)，產(chǎn)生一個與LED負(fù)載電流成比例變化的反饋電壓。恒流控制電路將參考電壓與供電電流反饋電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生一個模擬信號給輸出調(diào)整電路，輸出調(diào)整電路中的場效應(yīng)管在恒流控制電路的控制下實時調(diào)整它的漏極和源極之間的電壓降，從而使LED負(fù)載兩端的電壓跟隨電源電壓或負(fù)載的變化而變化，使LED負(fù)載中的電流恒定不變，從而實現(xiàn)LED恒流供電的功能。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 電源轉(zhuǎn)換電路

目前，汽車用電設(shè)備為12 V供電，而控制電路和燈珠供電只需要5 V就能滿足要求，因此電源轉(zhuǎn)換電路需要將12 V的電池供電轉(zhuǎn)換為5 V的供電電壓，同時保證輸出電流能同時滿足10個左右的LED燈珠電流，同時需要保證輸出電壓穩(wěn)定。綜合以上考慮，本文選用開關(guān)穩(wěn)壓器件LM22674，其電路如圖2所示。

圖2 電源轉(zhuǎn)換電路

2.2 供電電流設(shè)置電路

供電電流設(shè)置電路的作用是為恒流控制電路提供一個基準(zhǔn)電壓，用來與負(fù)載電流反饋電壓進(jìn)行比較，本設(shè)計采用超低靜態(tài)功耗的三端穩(wěn)壓器LM2936，將12 V的電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V的穩(wěn)定電壓，再通過串聯(lián)分壓的方式輸出一個0.1 V～1 V的可變參考電壓，其電路如圖3所示。

圖3 供電電流設(shè)置電路

2.3 恒流控制電路

恒流控制電路的作用是將供電電流設(shè)置電路輸出的參考電壓，與輸出調(diào)整電路的電流反饋電壓進(jìn)行比較，該電路由集成運(yùn)放構(gòu)成的電壓比較器實現(xiàn)，當(dāng)設(shè)置電壓大于反饋電壓時，即輸出電流小于設(shè)置值，該電路輸出電壓增大，減小輸出調(diào)整電路中的場效應(yīng)管的壓降，從而使得整個恒流供電電路的輸出電流增加。反之，恒流控制電路的輸出電壓減小，恒流供電電路的輸出電流減小。其電路如圖4所示。

圖4 恒流控制電路

2.4 輸出調(diào)整電路

輸出調(diào)整電路的作用是，在恒流控制電路的控制下實時調(diào)整場效應(yīng)管兩端的壓降，使得負(fù)載的電流恒定不變，其電路如圖5所示。電路中的發(fā)光二

極管可以根據(jù)光源強(qiáng)度的要求進(jìn)行增加或減少，當(dāng)光源改變時，只需調(diào)整供電電流設(shè)置電路的參考電壓。

圖5 輸出調(diào)整電路

4 結(jié)語

本文設(shè)計的LED恒流供電電路采用恒流的方式，無論電源電壓變化還是負(fù)載的變化其工作電流始終不變，具有發(fā)光效果穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。同時，在恒流電路的控制下LED始終工作在額定的工作電流區(qū)間內(nèi)，不會出現(xiàn)過流和過載的情況，具有LED發(fā)光元件使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)。另外，供電電路中采用大電流的開關(guān)芯片，能提供1A的供電電流，且電路中還設(shè)置有供電電流調(diào)節(jié)電路，當(dāng)增加LED負(fù)載時不需要另外設(shè)計電路，只需要調(diào)節(jié)電路中的電位器就能增加供電電路的供電電流，具有自適用性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

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A Circuit of LED Constant Current Power Supply Applied in Automobile Lighting

Luo Yangkun

(HunanAutomotiveEngineeringVocationalCollege,ZhuzhouHunan412001,China)

This paper puts forward a circuit of LED constant current power supply applied in the automobile lighting which consists of power supply current device, constant current control, output regulation and power conversion. The power supply current device can achieve the function of LED constant current supply by producing an adjustable reference voltage with the help of a precise stabilized voltage power chip and a feedback voltage by a series connection of an LED load and wire-wound resistor which are sent to a voltage comparator respectively to get a control voltage that can control the voltage drop of the adjusting element. This circuit is widely used for its stable glowing effect and long working life of LED glowing elements.

constant current power supply; voltage comparator; adjusting element

2016-12-01

羅洋坤(1979- )，男，湖南株洲人，講師，主要研究方向：嵌入式技術(shù)研究與應(yīng)用、智能控制。

1674- 4578(2017)01- 0044- 02

TP 277

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