恒流源电路在放大电路中常用作(自制恒流源电路)

LED恒流驱动电路,工程师该如何设计?

啥是恒流驱动?

简单一点,可以把它认为,流过LED的电流,不会随着电压的变化而变化。比如在一个含有电阻和LED的电路,如果外部连接的电源是VCC

恒流源电路在放大电路中常用作(自制恒流源电路)

LED电路

显然,这个电路就不是恒流电路。VCC一旦增大,流过LED的电流也会增大;VCC减小,流过LED的电流就跟着减小;它的电流并不是恒定不变的。

如何改进这个电路呢?使得它成为恒流驱动的LED电流呢?

NCR320芯片是一个可以用来实现LED恒流驱动的解决方案,电流可以从10mA ~ 250mA之间任意设置。

恒流源电路在放大电路中常用作(自制恒流源电路)

NCR320Z芯片驱动LED电路

从这个电路中,工程师会发现,NCR320Z芯片内部是集成了一个NPN三极管,在三极管基极和发射极之间并联了两个二极管,发射极下拉了一个电阻,基极上拉了一个电阻。

芯片的REXT引脚,工程师如果不连接电阻R2,把它悬空,那流过LED的电流就为恒定的10mA。

通过改变电阻R2的阻值,就可以设定驱动LED的恒定电流。

问题来了?如何根据自己想要的LED电流,来选取电阻R2的阻值呢?

恒流源电路在放大电路中常用作(自制恒流源电路)

NCR320Z芯片的电流曲线

在这个曲线图中,横坐标是电阻R2的阻值,纵坐标是流过LED的电流。举例说明

电阻R2的阻值是4Ω,恒定的电流则是0.18A,也就是180mA。

电阻R2的阻值是5Ω,恒定的电流则是0.15A,也就是150mA。

电阻R2的阻值是6Ω,恒定的电流则是0.13A,也就是130mA。

需要注意的是,电阻R2的阻值确定之后,只是代表工程师设定了NCR320Z芯片的最大工作电流。

这个时候,还需要确定另外一个参数,就是电源VCC的电压。

假如驱动LED灯珠的个数是3个,并且每个LED灯珠的压降是2.0V,3个LED灯珠串联在一起,自身就会产生6.0V的压降。

查看NCR320Z芯片的数据手册,不难发现,三极管集电极Vout的电压最大承受电压是16V。

也就是电源VCC的电压不能超过16V + 6V = 22V。

电源VCC的最小值是多少呢?只需要计算出电阻R2产生的压降就可以了,再加上3个LED灯珠的压降,就是电源VCC的最小值了,比如计算的结果是9.75V。

这样,电源VCC的电压,只要在9.75V ~ 22V之间,流过LED灯珠的电流就始终是恒定的。

还剩下一个没有解决的问题,NCR320Z芯片的恒流原理是什么?

再次观察芯片内部的电路,三极管的基极并联了2个二极管,使它的基极最高电压被限制在了1.4V,也就相当于限制了电阻R2两端的最高电压,从而限制了流过电阻R2的最大电流。

这就是NCR320Z芯片的恒流驱动LED方案。

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