摘 要：采用一個三端正電壓可調(diào)輸出穩(wěn)壓器組成一個特別簡單的可調(diào)電流源，用來驅(qū)動大功率
白光 LED。此驅(qū)動電路很簡單及成本低廉。
關(guān)鍵詞：三端正電壓可調(diào)輸出穩(wěn)壓器；大功率白光 LED；可調(diào)精密電流源
0 引言
自白光 LED 問世以后，用白光 LED 作照明燈
來取代白熾燈的設(shè)計與研發(fā)不斷地進行著，也開
發(fā)出不少小功率（1~5 W）白光 LED 燈泡及用數(shù)量
較多的 椎5 白光 LED 做成的管為（15~20 W）、睡燈
（40~60 W）等。另外，在汽車上，除開發(fā)出有色的
LED 組成的轉(zhuǎn)彎燈、剎車燈、散霧燈外，還用白光
LED 組成倒車燈及車內(nèi)各種照明燈。這些用 LED
做成的燈具與白熾燈相比較有較好的節(jié)能效果，
并有較長的壽命。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，LED 的性能不斷地提
高，并且開發(fā)出大功率及超大功率 LED（有紅、綠、
藍、白光），單顆白光 LED 的功率在 1~10 W 的比
較常見，近年來開發(fā)出 20 W、30 W、甚至 50 W 的
單顆超大功率白光 LED。由于大功率及超大功率
白光 LED 的出現(xiàn)，在 LED 燈具設(shè)計上產(chǎn)生一個變
化：功率較大的 LED 燈具（如數(shù)十瓦的管燈、路
燈、投射燈）采用幾顆大功率白光 LED 或單顆超
大功率白光 LED 來做，取代傳統(tǒng)的用數(shù)量眾多的
椎5 白光 LED 的燈具。其最大的優(yōu)點是工藝簡單，
燈具體積小，可靠性好。
1 LED 的驅(qū)動方式及要求
LED 驅(qū)動器是一種特殊的電源，它的負載就
是 LED。LED 驅(qū)動方式有恒壓驅(qū)動及恒流驅(qū)動，大
功率 LED 一般采用恒流驅(qū)動方式。這是因為大功
率 LED 的工作電流大（幾百 mA 到幾 A）。從 LED
的特性曲線上可看到，當工作電流較大時，其曲線
較徒（如圖 1 所示），若電壓有一些變化（駐V），會
造成電流較大的變化（駐I）；另外，恒壓供電時需要
限流電阻，如圖 2 所示，在電流較大時，限流電阻
的損耗也較大。
恒流式 LED 驅(qū)動器的要求：恒流輸出的大小
可以設(shè)定，并且有較大的調(diào)節(jié)范圍；自身的耗電
小，可提高效率；能驅(qū)動單顆大功率 LED，也可以
驅(qū)動多顆串聯(lián)的大功率 LED；輸出的恒流電流穩(wěn) 定（精度在 5%左右）；電路簡單、外圍元器件少、體
積小、成本低。
本文介紹一種采用通用器件組成的恒流式大
功率 LED 驅(qū)動器電路，它能滿足上述要求。
2 輸出可調(diào)的三端穩(wěn)壓器
這里采用輸出可調(diào)的三端穩(wěn)壓器 LM317 或
LM350 組建成恒流電路作為大功率 LED 驅(qū)動器。
LM317，輸出電壓范圍 1.24~37 V，輸出電流可達
1.5 A，LM350 的輸出電壓范圍是 1.24 V 到 33 V，
輸出電流可達到 3 A。這兩種型號有多種封裝形
式，可根據(jù)需要采用 TO-220 封裝或貼片式 TO-
263 封裝。
LM317 與 LM350 的 TO-220 封裝的管腳排列
相同，如圖 3 所示。LM317 與 LM350 組成的恒流
源電路相同，如圖 4 所示。
在圖 4 中，輸出的恒流電流 Io 與電阻 R 有關(guān)，
其關(guān)系式為
Io=1.25V/R （1）
式中：1.25 V 是內(nèi)部的基準電壓。
如果需要驅(qū)動的幾個串聯(lián)的 LED，則輸入電 壓 VIN 與串聯(lián)的 LED 的壓降移VF 及 LM317 或
LM350 的管壓降 V DROP 有關(guān)，其關(guān)系式為
VIN=V DROP+1.25V+移VF （2）
式中：V DROP 值與輸出的恒流大小有關(guān)（一般為 1~
3 V），輸出電流越大則 V DROP 越大。
例如，串聯(lián) 6 只 1 W 白光 LED，在 350 mA 電
流時其正向壓降 VF=3.5 V，則移VF=21 V。電阻 Ro=
1.25V/0.35 A=3.57贅（取標準電阻值 3.6 贅，其功耗
PD=0.35A2伊3.6 贅=0.44 W（取 1 W）。
設(shè) V DROP=2 V，則 VIN 為
VIN=2V+1.25V+21V=24.25 V （3）
可取標準的電流電壓 24 V。
如果在設(shè)計時，僅知道白光 LED 的正向壓降
范圍，如某 3 W 白光 LED，其正向壓降范圍為 3.8~
4.2 V，則計算時應(yīng)按最大正向壓降 4.2 V 來計算。
即 VIN=V DROP+1.25V+移VF(max)來計算。VIN 值不大于
37 V（LM317）及 33 V（LM350）。
在輸出電流大，且 V DROP 較大時，三端穩(wěn)壓器
的溫度會較高，需要用散熱片散熱。需要多大尺寸
的散熱片，比較方便的辦法是試驗，先裝上一個散
熱片，在驅(qū)動白光 LED 時測量散熱片上三端穩(wěn)壓
器的溫度（用 K 型熱電偶作溫度傳感器的數(shù)字式
溫度計），使三端穩(wěn)壓器的外殼溫度不超過 70益。
若超過 80益，則更換更大尺寸的散熱片。
3 驅(qū)動器的效率
該驅(qū)動器的效率 濁 為
濁=移VF/VIN （4）
例如上面舉的例子，VIN=24 V，移VF=21 V，則
濁=87.5%。這效率還是相當高的。如果要進一步提
高效率，則可采用低壓差的可調(diào)出穩(wěn)壓器或?qū)Ｓ?
大電流白光 LED 驅(qū)動器（如 CN5611，上海如韻電
子有限公司生產(chǎn)）。
4 典型應(yīng)用電路
驅(qū)動兩個超大功率白光 LED（30 W）的驅(qū)動電
路如圖 5 所示。30 W 白光 LED 的有關(guān)參數(shù)：在
2 400 mA 工作電流下，其正向壓降范圍為 10.6~
11.4 V（內(nèi)部有 3 個晶片串聯(lián)的結(jié)構(gòu)）。其有關(guān)計算
如下。
4.1 恒流設(shè)定電阻 R 的計算
R=1.25V/Io=1.25V/2.4 A=0.52 贅
取 0.51 贅 標準值。
R 的功耗 PD 計算為
PD=Io
2伊R=2.4A2伊0.51贅，計算得 PD=2.93 W，取
5 W。
4.2 輸入電壓 VIN 的計算
VIN=V DROP+1.25V+移VF
計算時 VF 按最大值計算，則移VF=2伊11.4=
22.8 V，V DROP 設(shè)為 3 V，則 VIN=27.05 V 可取 28 V。
由于工作電流為 2.4 A，所以選用 LM350。
圖 5 中，采用兩個同樣的驅(qū)動電路來驅(qū)動兩
組 2伊30 W 超大功率白光 LED。它的電流由輸出可
調(diào)的 AC/DC 轉(zhuǎn)換器供電。根據(jù)試驗情況，最后確 定 VIN 值。
這里要說明的一點是，LM317、LM350 是美國
國家半導體公司的產(chǎn)品。但這一型號目前有較多
的半導體器件工廠生產(chǎn)，基本參數(shù)相同，可能有個
別參數(shù)不完全相同。因此，可以根據(jù)實際生產(chǎn)廠家
的數(shù)據(jù)資料來設(shè)計。
在上述計算中，只要保證 LED 的工作電流正
常，VIN 盡可能取得小一些，這樣使 LM317 或
LM350 的管耗小一些，轉(zhuǎn)換效率也高一些。
5 結(jié)語
由于 LM317、LM350 具有過流限制、短路保護
電路，所以用作大功率白光 LED 驅(qū)動電路是安全
的。該電路的特點是電路簡單、成本低，有較好的
實用價值。