某型LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

1、    某型led驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)    陳微摘 要：led是一種節(jié)能、高效的光源體，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對于能源的需求也越來越大，照明電源占據(jù)著電能消耗的絕大部分，通過大量普遍使用led，借助于led節(jié)能、環(huán)保、高效的特點(diǎn)將有助于降低能源的消耗。led照明所需要使用的驅(qū)動(dòng)電源不同于傳統(tǒng)的電源，為做好led照明應(yīng)當(dāng)積極做好led照明電源的設(shè)計(jì)。本文在分析led照明電源特點(diǎn)的基礎(chǔ)上對led照明驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析闡述。關(guān)鍵詞：led照明；驅(qū)動(dòng)電源；設(shè)計(jì)中圖分類號：tm46 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：a0 前言led照明是一種節(jié)能、環(huán)保、高效的新型發(fā)光源，被譽(yù)為最為環(huán)保的綠色

2、照明。led照明實(shí)際是由眾多的發(fā)光二極管所組成的，相較于傳統(tǒng)的白熾燈或是熒光燈，led照明在能耗、光效、輻射以及使用壽命等方面都有著極大的優(yōu)勢。為驅(qū)動(dòng)led發(fā)光體，led照明驅(qū)動(dòng)電源具有高效、高功率因數(shù)、高直流電流控制精度等的特點(diǎn)，本文就某型號led照明驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析介紹。1 led照明開關(guān)電源基本組成電路led照明電源其根本是開關(guān)電源，開關(guān)電源是在現(xiàn)代電力電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，通過對開關(guān)晶體管的通斷時(shí)間比率進(jìn)行控制，在開關(guān)電源的輸出端穩(wěn)定地維持電壓的輸出。led照明開關(guān)電源主要是由輸入/輸出整流濾波部分、pwm穩(wěn)壓控制以及開關(guān)能量轉(zhuǎn)換等幾大部分組成，并加上一些輔助電路，諸如欠壓

3、保護(hù)電路、輸出過欠壓保護(hù)電路、輸出過流/短路保護(hù)電路等，主控電路和輔助電路相輔相成共同為led照明提供所需要的低壓直流電源。led照明開關(guān)電源在工作的過程中，接入端輸入的市電經(jīng)過扼流線圈和電容實(shí)現(xiàn)市電濾波用以去除市電中的高頻雜波和干擾雜波，通過濾波整流后得到所需要的高壓直流電，而后輸入的高壓直流電經(jīng)過開關(guān)電路將所輸入的高壓直流電轉(zhuǎn)換為高頻脈動(dòng)直流電完成連續(xù)直流電向脈動(dòng)直流的轉(zhuǎn)換，而后對轉(zhuǎn)換完成的高頻脈動(dòng)直流電進(jìn)行降壓降低至所需要的直流電壓完成輸入電的轉(zhuǎn)換。最后將降壓后的直流電中的高頻交流部分進(jìn)行濾除，從而得到所需要的純凈的低壓直流電來驅(qū)動(dòng)led照明。2 led驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)某型號led驅(qū)動(dòng)電

4、源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)如下：led驅(qū)動(dòng)電源采用的是雙端正激拓?fù)鋪碜鳛閘ed驅(qū)動(dòng)電源高頻直流轉(zhuǎn)換器，在高頻直流轉(zhuǎn)換器工作時(shí)分為能量轉(zhuǎn)移、變壓器磁復(fù)位以及死區(qū)3個(gè)不同的階段。雙端正激拓?fù)涔ぷ鲿r(shí)的能量轉(zhuǎn)移階段，雙端正激拓?fù)渲械拈_關(guān)管導(dǎo)通作業(yè)將雙端正激拓?fù)渌邮盏降墓β蕚鬟f給負(fù)載并使得雙端正激拓?fù)渲械脑呺娏髦饾u上升至最大值，當(dāng)原邊電流上升至最大值時(shí)雙端正激拓?fù)渲械妮敵稣鞫壒芤粚?dǎo)通一截止，加之輸出濾波電感端的電壓與其成比例上升，從而將一部分的能量輸送至電容進(jìn)行充電而另一部分則傳遞至負(fù)載。在雙端正激拓?fù)涔ぷ髦械淖儔浩鞔艔?fù)位階段，雙端正激拓?fù)潢P(guān)閉開關(guān)管并使得二極管恢復(fù)導(dǎo)通，此時(shí)變壓器初級線圈中的電流從最大逐步減

5、小電流的方向與變壓器原邊電流的方向相同。在變壓器完成作業(yè)并完全恢復(fù)后變換器將進(jìn)入到死區(qū)階段，在這一階段中雙端正激拓?fù)渲械某跫壚@組電流為零且無法壓降，次級線圈輸出電壓也為零，雙端正激拓?fù)渲械拈_關(guān)管處于關(guān)閉狀態(tài)。外部輸入電壓施加在兩個(gè)開關(guān)管兩端各承受vdc/2的電壓。在雙端正激拓?fù)涞乃绤^(qū)階段后雙端正激拓?fù)渲械拈_關(guān)管恢復(fù)導(dǎo)通，從而使得雙端正激拓?fù)溥M(jìn)入到下一個(gè)周期的作業(yè)中。led驅(qū)動(dòng)電源中pwm控制電路部分的設(shè)計(jì)：某型號led驅(qū)動(dòng)電源中的pwm控制電路采用的是uc3845模塊，此控制模塊內(nèi)部含有可調(diào)振蕩器、高增益誤差放大器以及電流取樣比較器等多個(gè)集成模塊，上述模塊的應(yīng)用能夠滿足led驅(qū)動(dòng)電源低壓條件所

6、需。led驅(qū)動(dòng)電源中的pwm控制電路將能夠根據(jù)所反饋的電壓和電流信號實(shí)現(xiàn)對于輸出pwm脈沖信號占空比的精確調(diào)節(jié)，從而穩(wěn)定輸出電壓使其保持在一個(gè)較為穩(wěn)定的區(qū)間范圍內(nèi)。pwm控制電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，pwm控制電路中的電阻r6和電容c9直接決定著uc3845模塊內(nèi)部振蕩器所產(chǎn)生的震蕩頻率，uc3845模塊所產(chǎn)生的振蕩周期鋸齒波將從4管腳發(fā)出。振蕩頻率可以根據(jù)計(jì)算公式算出。uc3845模塊將由6管腳產(chǎn)生pwm控制信號，由6管腳所產(chǎn)生的pwm信號頻率就是led驅(qū)動(dòng)電源的工作頻率，為確保pwm信號的不產(chǎn)生雜波其頻率為uc3845模塊振蕩頻率的1/2。led驅(qū)動(dòng)電源中的pwm控制電路中的占空比將由uc38

7、45模塊2管腳的電壓和3管腳的電流反饋信號來決定。led驅(qū)動(dòng)電源中的pwm控制電路結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。led驅(qū)動(dòng)電源中的電壓反饋電路主要是基于tl431和線性光耦所設(shè)計(jì)的。內(nèi)置于led驅(qū)動(dòng)電源中的電壓反饋電路中的ic3和tl431為精密穩(wěn)壓源，所輸出的基準(zhǔn)電壓為uref2.5v。led驅(qū)動(dòng)電源中的電壓反饋電路中的反饋信號ufb直接與uc3845模塊中的2管腳相連，uc3845模塊根據(jù)vfb的變化來對uc3845模塊所輸出的pwm脈沖信號下個(gè)周期的占空比進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。vfb的變化與占空比的變化呈正比。led驅(qū)動(dòng)電源中的電流反饋電路設(shè)計(jì)：其輸入電流由雙端正激電路所輸出，led驅(qū)動(dòng)電源中的電流反饋電

8、路中的電容器其主要用于抑制采樣電流信號中的尖峰脈沖。電阻為一個(gè)低阻值的無感精密采樣電阻。led驅(qū)動(dòng)電源中的電流反饋電路通過將雙端正激電路所產(chǎn)生的電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號后輸送至uc3845模塊中的3管腳。3 led驅(qū)動(dòng)電源測試在完成了對于led驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)后需要對led驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行測試。通過對led驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行帶載輸出電壓波紋測試將能夠直接反映出led驅(qū)動(dòng)電源輸出電壓的穩(wěn)定性。在測試過程中l(wèi)ed驅(qū)動(dòng)電源的輸出端直接與負(fù)載相連接，led驅(qū)動(dòng)電源所輸出電壓的最大波動(dòng)值的絕對值即為電壓波動(dòng)范圍。led驅(qū)動(dòng)電源輸出需要具有良好的電壓穩(wěn)定性，如電壓波紋太大將不利于led負(fù)載的正常工作。通過對設(shè)計(jì)的led驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)，輸出功率達(dá)到額定功率時(shí)所設(shè)計(jì)的led驅(qū)動(dòng)電源波紋處于誤差允許的區(qū)間范圍內(nèi)。此外，轉(zhuǎn)換效率也是led驅(qū)動(dòng)電源的一個(gè)重要衡量指標(biāo)，通過檢測計(jì)算所設(shè)計(jì)的led驅(qū)動(dòng)電源在額定功率下轉(zhuǎn)變效率超過92%滿足使用要求。結(jié)語led驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響著led照明產(chǎn)品的性能。本文對某型led驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了討論并就產(chǎn)品進(jìn)行了測