LED驅(qū)動電源PFC電路的設(shè)計

1、【W(wǎng)ord版本下載可任意編輯】 LED驅(qū)動電源PFC電路的設(shè)計 LED驅(qū)動電源是把電源供給轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。 而LED驅(qū)動電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。 1系統(tǒng)工作原理及技術(shù)指標(biāo) 1.1工作原理 LED驅(qū)動器主要用于大功率照明。設(shè)計時必須到達正常照明要求；滿足高效率、低成本和小體積；電源驅(qū)動器的輸出必須采用恒流控制；充分考慮安全工作。 交流輸入首先進人防雷浪涌保護及EMI路，該部分電路即防止外部干擾侵入電源內(nèi)

2、部，同時又阻止內(nèi)部的干擾進入交流輸電系統(tǒng)；正常輸入交流經(jīng)整流濾波電路，進入功率因數(shù)校正電路，開展電壓電流波形調(diào)制，實現(xiàn)功率因素和電流諧波要求；經(jīng)恒流控制電路實現(xiàn)恒流輸出，實現(xiàn)LED正常工作。工作原理圖，如圖1所示。 1.2技術(shù)指標(biāo) 系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)指標(biāo)要求，如下表1所示。 2PFC驅(qū)動電路設(shè)計 系統(tǒng)選用具有芯片價格廉價、便于設(shè)計、沒有開通損耗。 升壓管關(guān)斷時是零電流自然關(guān)斷，承受的尖峰較小.損耗也相應(yīng)較小等優(yōu)點的臨界導(dǎo)通型控制模式（CRM），CRM模式的工作原理框圖如圖2所示6-8。用于CRM模式控制的芯片比較多，ST公司的L6562D芯片具有性能優(yōu)良、可靠性高、價格低廉等特點，應(yīng)選擇該芯片。本系

3、統(tǒng)采用控制芯片L6562D設(shè)計PFC電路，具有外部電路簡潔，逐個脈沖開展電流限制，有可編程的輸出過壓保護和開環(huán)保護功能。電路原理如圖3所示 2.1高頻濾波電容 設(shè)計要求、輸入電壓、輸出功率分別為V（nln）=17V、V（唧）=264V、Po）=90W，PFC電路工作頻率f=90kHz，輸出電壓Vo=400V，PFC電路效率7=96，根據(jù)式（1）可得Im=O.58A。 2.4變壓器的匝數(shù) 因此處的電感不僅作為電感，還要作為一個變壓器用來產(chǎn)生控制IC所需要的電源。可以推算出在輸入電壓為170VAC時的工作頻率，作為變壓器副邊供電，必須保證IC能夠正常工作，為此處設(shè)定工作電壓為l8V。選擇TDK的P

4、Q262o型磁芯：Ae=l19mm。取其的磁通密度為：AB=O.25T。據(jù)式（5）得Nr.=49.5，選50匝。據(jù)式（6）可計算D=0.4。據(jù)據(jù)式（7）可得Ns=5匝。 2.5PFC的MOSFET原邊電流在在電壓的時候其電流有效值為，通過式（8）的近似計算。0.58A，實際上在MOSFET關(guān)斷的時候，其上面是沒有電流流過的，可以選用場效應(yīng)管SPP20一N60C3。 3輔助電路設(shè)計 3.1保護功能 該系統(tǒng)設(shè)計要求有輸出的過電壓、短路和過溫等保護功能。VIN0=2.2uF.L_FC3=0.1uF 輸出過壓保護是通過檢測輸出電壓，當(dāng)輸出電壓超過保護點時.通過光禍隔離將觸發(fā)信號傳輸?shù)匠跫?，拉低控制芯?/p>

5、L6565D的COMP端，使電源無輸出。 輸出短路保護是通過電阻采樣輸出電流.當(dāng)輸出電流超過設(shè)定的保護點（2A）時，比較器翻轉(zhuǎn)，驅(qū)動光禍導(dǎo)通，光禍的次級將控制芯片L6565D的COMP端，使電源無輸出。當(dāng)短路狀態(tài)解除以后，能夠自動恢復(fù)輸出。 輸出過溫保護通過在控制芯片L6565D的供電電源端VCC串聯(lián)一個105的常閉溫度繼電器ST一22來實現(xiàn).溫度繼電器貼裝在主功率管的散熱器上.當(dāng)溫度超過105oC時，溫度繼電器斷開，電源輸出關(guān)閉，當(dāng)溫度恢復(fù)至95左右時，溫度繼電器重新閉合.電源輸出恢復(fù)。 3.2BUCK恒流源電路 BUCK電路拓撲形式簡潔，外圍元件少，效率高，電路原理如下圖，控制芯片選用MP

6、s公司的MP4688，電路如圖4所示。 3.3防浪涌、防雷、EMI濾波電路 本電源是為LED路燈供電.防浪涌、防雷是基本要求之 一，較大的輸入功率（約90W）使得EMI濾波也是其重要指標(biāo)要求，針對這三個技術(shù)指標(biāo)，設(shè)計電路如圖5所示。 壓敏電阻RV。起到防浪涌的作用，RV：、RV3、VG1（氣放管）共同構(gòu)成防雷電路，共模電感、L。、cIC構(gòu)成EMI濾波電路，保險絲F1提供輸入短路保護，3為C。、提供放電通路。 4系統(tǒng)測試測試框圖如圖6所示。A4.1絕緣電阻測試用絕緣耐壓測試儀測試被測電源輸入對輸出，輸入、輸出對外殼的絕緣電阻Ra，應(yīng)大于等于50MI，測試電壓：DC500V，分別短接輸入端子和輸出

7、端子。 4.2絕緣強度測試用絕緣耐壓測試儀測試被測電源.施加以下條件并保持lmin，應(yīng)無擊穿和閃絡(luò)現(xiàn)象。分別短接輸入端子和輸出端子。 4.3短路保護功能測試按測試框圖所示連接電源供電、調(diào)壓器、智能電量測量儀、被測電源、電子負載及各測量儀器儀表，調(diào)節(jié)調(diào)壓器使輸入電壓為AC230V.被測電源正常工作。用電子負載的短路功能使被測電源輸出短路，然后解除短路狀態(tài)，被測電源應(yīng)能恢復(fù)正常工作狀態(tài)。被測電源的短路保護功能正常。 4.4高低溫工作試驗 將被測電源放入溫度試驗箱內(nèi)，按測試框圖連接好儀器儀表及電子負載。啟動溫度試驗箱降溫至一452。恒溫2h后加電，開展測試。完成測試后開始升溫。升溫過程中保持被測電源額定工作狀態(tài)，溫度升至+45oC2oC，恒溫加電2h后開展測試。 通過測試，本系統(tǒng)解決措施是有效的，提高了變換器的效率，使本電源整體效率到達了技術(shù)要求。由實驗數(shù)據(jù)結(jié)果和波形得出結(jié)論：基于PFC設(shè)計與實現(xiàn)的LED驅(qū)動電源，設(shè)計合理，調(diào)試和試驗中性能可靠穩(wěn)定，性能和指標(biāo)都滿足設(shè)計需求。 5結(jié)束語 LED被認為是未來有前途的照*源，而LED驅(qū)動電源是影響和