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實例講解:LED恒流電路的電路原理

這是一個LED恒流電路板:

電路板上有燒毀的痕跡,最后再說燒毀的原因,現在咱們先不管。

復原其電路原理圖:

既然說是LED的恒流電路,它是怎樣實現恒流的呢?

為了直觀地演示它的“恒流”效果,請看以下的仿真動圖。

當用24V供電時:

流過LED的電流為:

當用12V供電時:

流過LED的電流為:

分別用24V和12V供電,電壓相差一倍,流過LED的電流大小卻差別不大,也就是電流基本“恒定”。

下面以12V供電為例,分析實現恒流的電路原理。

所謂知彼知己,百戰不殆,首先找出實現恒流時的已知條件:

  • 供電電壓12V;
  • LED導通時壓降(Vf)約為2.1V;
  • 三極管導通時基極與發射極電壓差(Vbe)約為0.7V。

后面就比較簡單了,從已知條件出發,推導出未知量即可。

1、從12V出發,每經過1個LED電壓降低2.1V,可以確定以下3個電路節點的電壓分別為9.9V、7.8V、5.7V:

2、從地GND出發,每經過一個三極管的發射極和基極,電壓上升0.7V:

這樣電路中所有節點的電壓都確定了:

能實現恒流,是因為電阻R4被三極管Q2的基極發射極(be極)鉗位為0.7V,流過它的電流也就固定為:

0.7V / R4 = 0.7V / 20ohm = 35mA

因為三極管的基極只流入很小的電流,所以可以忽略,于是這個35mA基本就是流過三極管Q1的電流,也基本就是流過LED燈的電流:

上述的理論分析跟仿真動圖展示的結果基本一致。

根據該電路恒流的原理,要改變恒流值,調整電阻R4的大小即可。

需要注意的是,三極管Q1的功耗是否過高。三極管的功耗Pc等于:

Vce * Ic

Vce為集電極與發射極的壓差。

Ic為集電極流過的電流。

對于SOT-23封裝的三極管來說:

其可承受的最大功耗是比較小的,這份數據手冊里寫的是200mW:

讀者朋友們可以自行計算一下,在24V供電情況下,Q1的功耗是否已經超出200mW。(光看不練,效果減半,大家可試著動動手)

提示:使用下圖紅色箭頭的數值進行計算即可。

另外,電阻R2是為了給三極管Q1提供基極電流通路,給三極管Q2提供集電極電流通路:

最后,前面有提到這個電路板實物有燒焦的痕跡,是什么原因呢,這篇文章里有詳細分析:《LED恒流電路批量在即,貼片電容幾率性炸開,大佬會診破案》(點擊前往)

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下次再見!

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  • huangrb123 01-22 13:43
    這個電路有問題,LED1之后的那個節點電流不為0,怎么解釋?根據基爾霍夫定律,節點電流為0. 我覺得應該把R2上面那個節點直接接到12V是不是好一點。
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  • 星球居民-hYPXAUmz 2024-05-20 11:06
    12v的時候,Vce*Ic=5v*35mA=175mW 24v的時候,Vce*Ic=17v35mA=595mW 這個選200mW的管子,是否合適?
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  • 電源定制_19578609453 2024-05-19 08:59
    經典的恒流電路
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