手把手教你創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的LED驅(qū)動(dòng)器

LM317-N曾經(jīng)是首個(gè)可調(diào)電壓穩(wěn)壓器，推出時(shí)間要追溯到1975年。作為恒定電壓電源，它仍在行業(yè)中得到廣泛使用。不過，你知道嗎，這種器件的功能可不僅僅是調(diào)節(jié)電壓?它的多用途架構(gòu)使你不但能夠?qū)⑵溆脼殡妷悍€(wěn)壓器，還可以用作一款功能很棒的恒定電流LED驅(qū)動(dòng)器。

稍等一下。在增加一個(gè)電流限制電阻器的情況下，任何線性穩(wěn)壓器都可以被用于LED照明。。。LM317-N到底有什么不同呢?嗯，實(shí)際上，不是它的新功能，而是LM317-N之前的功能才使得它成為一種簡(jiǎn)單LED驅(qū)動(dòng)器。

如果你熟悉它的架構(gòu)，那么這一點(diǎn)就很容易理解了。請(qǐng)見圖1，其中顯示的是一個(gè)功能電路。一個(gè)連接為單位增益緩沖器的運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)一個(gè)功率達(dá)靈頓晶體管對(duì)。這樣的運(yùn)算放大器與穩(wěn)壓器偏置電路的排列方式使得全部靜態(tài)電流被傳送到穩(wěn)壓器輸出上(而不是接地)，從而免除了對(duì)于單獨(dú)接地端子的需要。此外，所有電路被設(shè)計(jì)為在穩(wěn)壓器的2V至40V輸入至輸出差分電壓范圍內(nèi)運(yùn)行。

圖1. LM317-N功能電路原理圖

一個(gè)1.2V基準(zhǔn)電壓被插入到運(yùn)算放大器的非反向輸入與調(diào)節(jié)端子之間。你大約需要50µA的電流來偏置此基準(zhǔn);這個(gè)電流來自調(diào)節(jié)端子。在運(yùn)行中，穩(wěn)壓器的輸出是調(diào)節(jié)端子的電壓加上1.2V。如果調(diào)節(jié)端子被接地，那么器件就運(yùn)行為一個(gè)1.2V穩(wěn)壓器。要獲得更高的輸出電壓，如圖2所示，一個(gè)電阻分壓器R1-R2被接在輸出與接地之間，而調(diào)節(jié)引腳被接在R1與R2之間。電阻器R1上的1.2V電壓強(qiáng)制產(chǎn)生一個(gè)使R2上電壓下降的電流，從而在調(diào)節(jié)引腳上產(chǎn)生更高的電壓，并因此設(shè)置了輸出電壓。方程式1計(jì)算出了輸出電壓的近似值：

(1)

圖2. 使用LM317-N的典型應(yīng)用。

由于此架構(gòu)確保了輸出與調(diào)節(jié)引腳之間的1.2V電壓差，你可以用一個(gè)連接兩個(gè)端子的感測(cè)電阻器在電路中設(shè)定一個(gè)恒定電流。圖3顯示了此配置。

圖3. 使用LM317-N的恒定電流LED驅(qū)動(dòng)器。

你可以將它的輸出連接至一組串聯(lián)的LED(另外一個(gè)端子接地)，來創(chuàng)建一個(gè)非常簡(jiǎn)單的LED驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)。這個(gè)架構(gòu)有哪些優(yōu)點(diǎn)呢?

只需很少組件，它即可搭建一個(gè)恒定電流拓?fù)洹?/p>

它本身具有對(duì)短路和熱失控的保護(hù)功能。

由于靜態(tài)電流不會(huì)導(dǎo)致任何誤差，即使在電流比較低的情況下，電流調(diào)節(jié)的典型值可以達(dá)到0.01%/V。這是因?yàn)檎麄€(gè)靜態(tài)電流也流經(jīng)負(fù)載，而不像其它穩(wěn)壓器那樣，還流經(jīng)接地引腳，

這個(gè)高側(cè)感測(cè)架構(gòu)使你能夠?qū)ED遠(yuǎn)離控制電路，并且改進(jìn)控制電路的散熱管理。

由于其高側(cè)感測(cè)屬性，對(duì)于汽車系統(tǒng)來說，它是一個(gè)成本有效性極高的架構(gòu)。LED燈串的陰極直接接至底盤接地，在控制模塊與實(shí)際的LED之間只有一條線纜，因此不用使用大量昂貴的線纜。

LM317-N已經(jīng)問世數(shù)年;幾乎每個(gè)半導(dǎo)體廠商都有其自己的器件版本。然而，在德州儀器 (TI)，我們將LM317-N升級(jí)為L(zhǎng)M317A。LM317A的電壓基準(zhǔn)精度為1%。這樣，即使在溫度、輸入和負(fù)載變化時(shí)，也可以確保非常嚴(yán)密的輸出電壓調(diào)節(jié)。

基于我上面提到的所有這些原因，LM317A是一款針對(duì)小型LED照明應(yīng)用的廣受歡迎的器件，特別是當(dāng)你需要在汽車子系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單線性驅(qū)動(dòng)時(shí)更是如此。如果你擔(dān)心LM317A的壓降 (2.5V-3.0V) 不能滿足你的需要，請(qǐng)考慮使用已升級(jí)的LM1086，這款器件把壓降降到1-1.3V，并且為你的燈具提供更多凈空。