由于在抗阻上的特點,TL431經常被用來代替二極管,其作為一種精密穩壓源,被大量應用在各類電路設計當中。在LED驅動中,TL431起到了對電路進行恒流與限流的作用。關于其中的原理,網絡上已經有很多的參考資料,本文就不再進行贅述,而是將重點放在單個TL431的恒流/限流技巧講解上。
首先,先來熟悉一下電路圖,這里采用了反激式驅動的方式。
圖1
電路說明
TL431本身就是一個優秀的穩壓源,所以在這里就繼續讓其作為基準電壓來使用,以便進行恒流。圖1是最簡單的TL431恒流方案,因為不需要調試,所以此方案仍有大量的小廠在使用。而且只要TL431質量可靠的話,產品質量就取決于所選用的電阻了。
從恒流原理的角度來觀察圖1的電流流向, 采樣電阻與基準電壓決定著LED的通過電流,LED電路當中的通過電流由采樣電阻與TL431的基準電壓決定,所通過的電流如上圖1的ICC的公式那樣,電流流向分二個部分,一個通過采樣電阻直接消耗掉,另一個則提供uA級電流供TL431的輸入運放偏置,這部分電流基本上可忽悠不計。所以只要基準沒問題,變化小,電流是恒定的。
TL431基準電壓值為2.495V, 需要考慮一定的偏差,并且有些電路恒流不能過大,不然采樣電阻固有損耗會很驚人。
用法技巧
RCS采用高精密,低溫漂電阻。體積可以的話優先采用插件電阻,實際300mA電路試過,二個1206的SMD電阻發熱量還是比較大的,可以采用更多個1206貼片,以均分損耗。
若輸出電壓在30多V之內,或者不是很高的情況下,可以直接使用。光耦供電也可以不用另外提供。由于固有的損耗,所以功率越低的話越沒有優勢。經過實測,3W與5W效率差距相當大,所以功率偏大點可以“彌補”下這個固有損耗。
LED負載數量可以隨意變化,不會影響電流精度。電流比較小時有優勢,另外,功率不宜太大,電流400mA(實際中250mA以下)。
改進方法
如果采用TL432作為基準,損耗能夠減少一半,但由于物料用量問題,成本會相應提高。
采用對2.5V基準再次分壓,可以減少部分損耗,原理圖如下:
圖2
經過這樣的改進之后,就能夠使得Rcs上的壓力得到緩解。可以先自行設置上面的基準電壓,然后再仔細調整R3、R4 ,以保證輸出電壓達標的同時,電流仍然恒定。缺點是對設計有了一定的要求,必須充分考慮到TL431基準對輸出電壓的影響,R3、R的阻值匹配比較麻煩,不適用于LED燈負載數量變化的場合。