基于CYT1000B 的LED 高压驱动电源

金林枫，潘日敏

(浙江师范大学a.LED 芯片研发中心;b.数理与信息工程学院，浙江 金华321004)

0 引言

LED 作为一种半导体光源，早期主要作为一种指示灯，随着近些年的发展，已近逐渐过渡到普通照明领域，并且有可能逐渐代替白炽灯、荧光灯、气体放电灯，变成第四代光源。它具有寿命长、节能、发光效率高、安全环保、体积小等特点;［1］如今已在很多地方采用，如背光源、显示屏、照明灯具，交通信号灯。近些年大功率生产工艺的不断改进，大功率高亮度LED 的不断提升，价格的下降。在同样的亮度下，与普通白炽灯相比，他消耗电能为白炽灯的1/10，日光灯的1/2。这使得他在目前的照明行业中具有广阔的前景，很有可能取代白炽灯及日光灯，作为主流的照明用具。［2－4］

LED 节能灯与传统照明灯具相比较，其最大的发展动力就是节能环保，但是由于其成本过高，导致价格比传统灯具高了几个档次，同时其驱动电源的稳定性以及寿命使得整个LED 灯具的寿命大打折扣。因此，需要进一步提高驱动电源的整体性能，并且降低整个驱动电源的价格。［5－6］本文设计采用长宇通的CYT1000B 作为主控制器，设计出1 款输出电压为185 ～165V，输出电流为40mA 的LED 恒流驱动电源。CYT1000B 芯片采用恒流方式控制外部高亮小功率LED，这种驱动方式亮度恒定且可以增强LED 的可靠性，整个电路只需要少数几个外围器件就可以达到设计目的。因此，这不仅简化了外围电路，减少了开发难度，同时还降低了驱动电源的成本，缩短了产品的开发周期。

1 LED 驱动电路设计

从LED 的I－V 曲线可以得出，LED 工作在恒流的情况下随着温度的变化不会改变LED 的工作电流，从而保证LED 光源发出固定的热量，以便于整个灯具的散热设计与输出额定功率的设计。基于需要工作的恒流情况下，设计了一款基于CYT1000B 恒流芯片的LED 驱动电路，该电路的整个工作原理图如图1 所示。

在原理图中电容C2 为在整个电路中起到抗浪涌缓冲作用，避免IC 瞬间被击穿;C3 为旁路电容;R2 为放电回路的电阻;R1 为该电路输出电流的调节电阻，通过调节不同的R1 阻值得到不同的输出电流，其具体电流输出的计算如式1 所示。

选用的LED 灯珠封装形式为2835，驱动额定电流为40mA，R1 的阻值过计算可以得到为15Ω。

图1 基于CYT3000B 的LED 高压驱动电源原理图

2 驱动电源性能测试

LED 驱动电源测量主要在输入端接功率计，该功率计可以测量电压、电流、视在功率、功率因数以及频率等，而输出端主要用直流电流表、直流电压表测量输出电流、电压。在本文中主要测量了输入电压与输出电流、输出电压、输出功率以及输出效率的关系。图2 中可以得出随着输入电压的变大，输出电流缓慢变大，但是其变化量只有1.99mA。图3 为输出电压随着输入电压的变化，从图3 中可以看出基本上没有变化，其没有发生变化的原因主要是:第一、测量输出电压用的是万用表，其型号为VC890D，精度不高;第二，虽然电流改变了，但是电流的变化基本不引起电压的变化。图4 与图5 分别是输出功率与效率随着输入电压的变化关系图，图4 中可以看出输出功率的关系与图2 的输出电流的图形一模一样，主要是因为其输出电压几乎不变，而输出功率等于输出电流与输出电压的乘积;图5 效率随着输入电压的增加而电路效率降低，效率为输出功率除以输入功率，效率降低主要是因为输出功率变化很小，而增加的电压主要作用在高压MOS 管上，使得MOS 管的工作功率会增加，那么整个电路的消耗功率会增加，而电路消耗的功率增加速度远远高于输出功率的增加，从而造成了效率会随着输入电压增加而效率会减少。

图2 输出电流随着输入电压的变化趋势

图3 输出电压随着输入电压的变化趋势

图4 输出功率随着输入电压的变化趋势

图5 电源效率随着输入电压的变化趋势

3 结语

本文主要介绍CYT1000B 在小功率LED 恒流驱动电源中的应用，给出了相关的电路设计原理图，并通过理论计算得到输出电流值。实验结果表明该芯片能对电流进行准确的控制并具有较高的效率，该电路具备驱动稳定、结构简单、成本低、效率高等优点。通过改变电路参数能够胜任对球泡灯、日光灯管以及面板灯等相关的LED 灯具的驱动电源。

［1］ Lun Wai Keung，Loo，K H.Bilevel current drivingtechnique for LEDs［J］.IEEE Transactions on PowerElectronics，2009，24(12):2920－2932.

［2］ 周志敏，纪爱华.LED 照明与工程设计［M］.北京:人民邮电出版社，2010.

［3］ 彭晖，朱立秋.中国半导体照明产业发展年鉴(2008－2009)［M］.北京:机械工业出版社，2009.

［4］ 刘木清，周德成，梅毅.LED 与传统光源光效比较分析［J］.照明工程学报，2006，17(4):18－23.

［5］ 金尚忠，张在宣等.白光照明LED 灯温度特性的研究［J］.发光学报，2002.23(4):399－402.

［6］ 颜重光.发展迅速的AC 直接驱动LED 光源技术［J］.电子产品世界，2009(2):64－66.