一、LED主要性能指標：

1）LED的顏色：目前LED的顏色主要有紅色，綠色，藍色，青色，黃色，白色，暖白，琥珀色等其它的顏色；

2）LED的電流：一般小功率的LED的正向極限電流多在20mA。但大功率LED的功率至少在1W以上，目前比較常見的有1W、3W、5W、8W和10W。1WLED的額定電流為350mA，3WLED的750mA。

3）LED的正向電壓：LED的正極接電源正極，負極接電源負極。一般1W的大功率LED的正向電壓為3.5V~3.8V。

4）LED的反向電壓：所允許加的最大反向電壓。超過此值，發光二極管可能被擊穿損壞

LED發光強度：光源在給定方向的單位立體角中發射的光通量定義為光源在該方向的（發）光強（度），單位為坎德拉（cd）。

5）LED光通量：光源在單位時間內發射出的光量稱為光源的發光通量。單位為流明（lm）。如1W大功率LED的光通量一般為60~80LM。

6）LED光照度：1流明的光通量均勻分布在1平方米表面上所產生的光照度。，單位為勒克斯（lx）。

7）LED顯色性：光源對物體本身顏色呈現的程度稱為顯色性，也就是顏色逼真的程度。

8）LED的使用壽命：LED一般可以使用50，000小時以上。

9）LED發光角度：二極管發光角度也就是其光線散射角度，主要靠二極管生產時加散射劑來控制。

二、大功率LED的驅動方式：

LED驅動簡單的來講就是給LED提供正常工作條件（包括電壓，電流等條件）的一種電路，也是LED能工作必不可少的條件，好的驅動電路還能隨時保護LED，避免LED被損壞。LED驅動通常分為以下三種方式：

（1）鎮流電阻驅動：就是簡單的的在LED的回路中串接電阻，通過調節電阻的阻值，可以改變LED的驅動電流。

LED的工作電流為：

所以I與鎮流電阻R成反比；當電源電壓U上升時，R能限制I的過量增長，使I不超出LED的允許范圍。此電路的優點是簡單，成本低；缺點是電流穩定度不高；電阻發熱消耗功率，導致用電效率低，僅適用于小功率LED范圍，所以不選這種方案。

（2）恒壓驅動：就是保持LED兩端的電壓不變，因為每一種顏色的LED的電壓都不一樣，所以很少用恒壓的方式來驅動LED。

（3）恒流驅動：顧名思異就是保持LED的電流一直不變，讓LED在恒定電流的條件下工作。

由于大功率LED是低電壓、大電流的驅動器件，當LED電壓變化很少時，電流變化很大。LED發光的強度由流過LED的電流決定，電流過強會引起LED的衰減，電流過弱會影響LED的發光強度，因此LED的驅動需要提供恒流電源，以保證大功率LED使用的安全性，同時達到理想的發光強度。如果采用恒壓方式驅動，LED正向電壓的任何變化都會導致LED電流的變化。由溫度或電壓變化引起的特定壓變，導致正向電流降低，正向電壓變化11％會導致更大的正向電流變化，達30％。電流的變化較大，使LED的亮度不能恒定。所以一般都選擇恒流驅動IC。

三、恒流驅動方式電路

LED驅動電路除了要滿足安全要求外，還應具備兩個基本功能：一是盡可能保持恒流特性，又使其在電源電壓發生的變動時，仍應能保持輸出的電流在的范圍內變動；二是應保持較低的自身功耗，這樣才能使LED的系統效率保持在較高水平。隨著更新一代大功率LED所需的驅動電流的增加，要更多的考慮到LED本身和電流驅動電路的散熱管理和功耗等問題。本設計框圖如下所示：

（1）適配器的選擇：

本設計首先要將高壓的交流電變換成低壓的直流恒流源，然后經過驅動芯片輸出恒流才能點亮LED光源。最經濟有效的方法降壓和進行交直流變換是使用當今便攜式電子產品使用交流電源的交直流降壓變換器--適配器（Adapter），既經濟實惠、又現成、又好用。適配器的輸出電壓要求穩定在DC12V，適配器的輸出電流要根據LED的光源的功率來選擇，一般要給予30%的余量，1W的白光LED的標準工作電流應為350mA，因而3個LED光源串聯其電路需要的電流也是350mA，考慮到延長LED壽命和降低光衰，可以設計為300mA--330mA，不會明顯的影響LED發光的亮度，所以適配器的輸出電流應選750mA~1A的。

由于本設計采用恒流驅動方式，所以驅動芯片可以選擇PT4115恒流驅動芯片，PT4115是一款連續電感電流導通模式的降壓恒流源，適合綠色照明LED燈的驅動電路。它具有較寬的直流8V到30V輸入電壓范圍，擊穿電壓大于45V，輸出200~1200mA恒定直流，可滿足驅動點亮1~7顆串聯的大功率LED或N顆串并聯的小功率LED，驅動恒流大小可按應用方案設定。。PT4115采用頻率抖動技術有效地改善EMI；采用從滿量程向下到零的PWM調光；安全可靠，調光比可達5000:1；采用SOT89-5的封裝，芯片的管芯可通過直接連通到封裝外的金屬板散熱；導熱十分有效；PT4115內部設置了過溫保護功能，以保證系統穩定可靠的工作。當IC芯片溫度超出160℃，IC即會進入過溫保護狀態并停止電流輸出，而當溫度低于140℃時，IC即會重新恢復至工作狀態。PT4115可利用模擬調光的原理以及溫度對LED電流的負反饋實現LED燈具動態溫度控制，只要在調光端（DIM端）加一熱敏電阻或PN結即可。加上整流橋PT4115可應用于交流12V、24V供電的LED燈具。PT4115的工作效率高達97%，是真正的綠色驅動IC，PT4115被廣泛應用于使用LED燈的MR11、MR16、水燈、路燈等各類LED燈具。

?輸入范圍從8V到30V，擊穿電壓》45V

?輸出電流高達1.2A，內置大功率MOFET

?效率高達97％

?超低的關斷電流

?±5％輸出電流精度

?LED開路保護

?模擬PWM調光功能選擇，高達5000:1的PWM調光比

?內部含有抖頻特性，有效地改善了EMI

恒流驅動芯片PT4115的5腳封裝的管腳圖如右圖所示，其管腳描述如下：

管腳1：SW，功率開關的漏端；

管腳2：GND，信號和功率；

管腳3：DIM，開關使能、模擬和PWM調光端；

管腳4：CSN，電流采樣端，采樣電阻接在CSN和VIN端之間；

管腳5：VIN，電源輸入端，必須就近接旁路電容。

（3）大功率LED：可以選擇1W白光LED，其參數如下：

?功率：1W

?光通量：20-30LM

?順向電壓：3.5-3.8V

?額定電流：350mA

?光衰：≤5%每千小時光衰。

?角度：120度

四、設計電路原理圖如下：

原理圖器件說明：

D1~D4組成單相橋式整流電路，將交流變成直流，即不管U1輸出的是直流還是交流，經過這個整流橋之后輸出的電流總是直流的，給驅動芯片PT4115輸入穩定的直流，保證電路正常工作，橋式整流電路二極管常用1N4007。

C1是濾波電容，把脈沖直流變換成平滑的直流。應選電解電容，型號為100uF/25V。

R1是取樣電阻，控制PT4115輸出電流的大小，它決定恒流源的絕對精度。R1的阻值與負載電流大小有關，一般用下面公式計算：

L是整流電感，是這個電路中的關鍵元件，功能是把100KHz的脈沖電流變換成三角波電流，L的電感量會影響工作電壓范圍內恒流源的穩定性。因為PT4115的設計最佳工作頻率在1MHz以下，電感量大了小會影響其工作頻率，本方案的電感設計在68uH以上，這樣系統工作頻率可以控制到1MHz以下。電感量小了，工作頻率趨高，由于PT4115內部電流檢測電路響應速度限制，對內部電流正常檢測出現影響，不能更好的實現對內部開關的導通/關斷控制。另外電感量太小還會導致PT4115的SW端燒壞，而無輸出。所以此設計中L的電感量應選用68uH—100uH，Q值大于50，飽和電流大于800mA的磁路閉合電感器。

D5是續流二極管，在晶片內部MOS管處于截止狀態時為儲存在電感中的電流提供放電回路。由于工作在高頻脈沖狀態，D5應選用正向壓降小，恢復速度快的肖特基二極管。

芯片PT4115的DIM端可外接PWM脈沖或直流電壓調光，也可以接熱敏電阻作輔助溫度控制和自動亮度控制。由于本設計中不用到調節LED燈亮度，故DIM端懸空。

五、PT4115的動態溫度調節和過溫保護

PT4115具有動態溫度調節的功能，并且可以在此功能的基礎上實現過溫保護。動態溫度調節的電路圖如下左圖所示。從圖中可見，DIM端內部是一個1M的上拉電阻，連接到內部5V電源上。所以DIM端電壓由內部上拉電阻和熱敏電阻NTC分壓決定。從熱敏電阻的特性可以知道，溫度的變化會影響NTC的阻值，進而影響DIM端電壓，以實現PT4115的動態溫度調節。

過溫保護的實現從如下右圖中可見，相對于左圖多了一個三極管，當溫度升高時。NTC電阻的阻值減小，其上的分壓也減小，則相應的其下面電阻上的分壓升高，當超過三極管的開通電壓時，三極管導通，DIM端接地，關斷LED電流，當溫度降低時，PT4115重啟，因此實現了PT4115的過溫保護。