如何用恒流电源驱动LED和激光二极管

今天我们将一起学习什么是恒流电源？以及如何用一个恒流电源驱动 LED 和 激光二极管。

学习本教程之前最好先学习我之前的线性稳压器入门教程。

各种稳压器

在电子硬件这个行当里，大多数时间，你会同恒压电源打交道。电压适配器、线性稳压器和其他类型的电源可能有很小的纹波，但它们基本上是恒压电源。

那么什么是恒流电源呢？顾名思义，它是一种无论负载如何变化都会输出恒定电流的威廉希尔官方网站 。

恒流电源

对于一个理想的 1 安培恒流源，无论是将其连接到 1 欧姆电阻或 100 欧姆电阻，它总是会提供 1 安培的电流通过电阻。

总是输出1 安培

不想使用电阻？在威廉希尔官方网站 中放置一个 LED，无论 LED 是什么颜色，它都会对 LED 输出恒定的电流。

某些器件，如大功率 LED，最好给它们提供恒定电流，因为它们需要维持相同的亮度。

大功率 LED 灯

可以用恒流源来驱动一串 LED, 这里我搭建了一个 12 mA 的恒流源，不管串联多少个LED ，它们的电流都是 12 mA。

串多串少一个样

那么我们如何构建它呢？好吧，构建恒流源的最简单方法是使用 LM317。

LM317

下面是威廉希尔官方网站 图：

恒流电源威廉希尔官方网站

威廉希尔官方网站 很简单。将电源连接到芯片的输入引脚，然后在输出和调整(ADJ)引脚之间并联一个电阻。一对 10 微法的电容有助于在负载突然变化的时候稳定电流。

电阻 R 的值决定了恒定电流是多少。比如，如果使用 100 欧姆的电阻，它会让威廉希尔官方网站 输出 12.5 毫安的理论电流值：1.25 V / 100 欧姆 = 12.5 毫安。

现在让我们用万用表量一量输出电流。当接一个 LED 时，输出电流为 12.6 毫安：

一个 LED

再串联上一个 LED, 电流还是 12.6 毫安：

两个 LED

我们还可以再串上一个激光二极管，电流还是 12.6 毫安：

再串一个激光二极管

无论负载如何变化，电流都保持不变。

另一个很酷的事情是，即使输入电压从 12 伏增加到 24 伏，电流也保持不变。

尽管如此，输入电压仍然很重要。如果我们从 12 V 降低到 5V，我们将不再有足够的电压来打开所有 LED。您需要确保输入电压至少比负载克服压差问题所需的电压高 2 伏。我在线性稳压器入门教程 中更详细地解释了这一点。

我们是如何做到的呢？难道 LM317 不是一个可调稳压器芯片吗？是的！但是我们通过使用一个小技巧让其变成了一个恒流源。

LM317 datasheet

LM317 内部有一个反馈威廉希尔官方网站 。这个反馈威廉希尔官方网站 会让 OUTPUT　引脚和　ADJ　引脚的压差始终在 1.25 伏。如果输入电压突然变化，没有关系。LM317 会快速地调整输出电压，以保持调整（ADJ）引脚和输出引脚之间的 1.25 伏电压差。如果负载发生变化，也没关系，LM317 会做出反应并维持这个 1.25 伏的电压差。

反馈威廉希尔官方网站

你可以使用这个特性来搭建一个可调稳压电源威廉希尔官方网站 ：

可调稳压威廉希尔官方网站

计算输出电压

你也可以用这个特性来搭建一个恒流威廉希尔官方网站

小功率恒流源

LM317 数据手册中有这么一句："The device OUTPUT pin will source current necessary to make OUTPUT pin 1.25 V greater than ADJUST terminal to provide output regulation." 也就是说 OUT 引脚的电压会比 ADJ 引脚电压高 1.25 伏。或者可以这样理解，R 两端的压降会是 1.25 伏。根据欧姆定律可以得出下面的公式：

计算电流或所需要的阻值

通过改变电阻 R, 可以调节威廉希尔官方网站 的输出电流。

最后，要说明的是：LM317 是一个线性稳压器，并且电流通过了一个阻值比较大的电阻 R。换句话说，这种设计效率不高。因此，不建议将它用于高于 200 毫安的电流，否则器件会变得非常热。

非常热

如果你需要更大的电流，可以上网搜索恒流开关电源设计：

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