大功率LED恒流驅(qū)動電源設計
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電源實現(xiàn)恒流控制的核心是PWM控制芯片082532。電阻R1和R2給芯片提供啟動電流。為了提高效率，該電源有一個輔助繞組給芯片供電，輔助繞組的輸出經(jīng)過整流二極管D5和濾波電容C4之后形成大約20 V的電壓給芯片供電。同時，這個繞組還起到另外一個關鍵的作用——電壓采樣，輸出電壓經(jīng)過R9和R10分壓之后反饋到芯片的4號引腳。為了使芯片能夠穩(wěn)定的穩(wěn)壓，在芯片的5號引腳和地之間串聯(lián)一個電容C8作為環(huán)路補償。芯片的2號端口是脈沖的輸出端，輸出端與場效應管Q1的柵極連接以控制開關管的導通與截止。輸入電壓經(jīng)過變壓器變壓之后，經(jīng)過超快速恢復二極管D6整流之后由電解電容C5濾波再輸出。在二極管D6上，并上電阻R11和電容C7，是由于二極管在電路工作時處在高頻的開關狀態(tài)，加上這部分電路可以避免二極管產(chǎn)生振蕩。
該電源電路涉及的主要分電路的設計分述如下：
1．1 反激式開關電源
隔離反激式電源的拓撲結(jié)構典型電路如圖2所示，當開關管VT1導通時，高頻變壓器T一次繞組的感應電壓為上正下負，由于變壓器的初級繞組和次級繞組的同名端相反，所以此時次級繞組的整流二極管VD1處于截止狀態(tài)，初級繞組儲存能量；當開關管VT1截止時，變壓器初級繞組儲存的能量通過次級繞組和VD1整流和電容C1濾波后向負載輸出。因此，變壓器在這個電路中有兩個作用：當開關管導通時，變壓器儲存能量；開關管截止時，變壓器通過磁芯將能量傳遞給次級繞組，供給負載。這種拓撲結(jié)構的輸出功率一般在100 W以內(nèi)，且有較好的電壓調(diào)整率，如果需要精密控制輸出電流，可以在輸出回路串聯(lián)采樣電阻通過光耦反饋實現(xiàn)初級繞組和次級繞組的隔離。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/167343.htm
1．2 開關變壓器的選擇與設計
變壓器的設計是開關電源設計的核心，反激式的開關變壓器在電路中起到兩個作用：儲能電感，當開關管導通時，初級繞組開始儲存能量；當開關管截止時，初級繞組儲存的能量通過磁芯傳遞給次級繞組。因此，該設計對于電感主要考慮兩個方面：一是初級繞組的電感量，這決定了電源的輸出功率，可通過改變繞組的線圈匝數(shù)改變電感量；二是各繞組之間的匝數(shù)比。在計算這兩個參數(shù)的同時，也涉及到電源的輸入功率、輸出功率、效率和開關頻率等問題。該設計的最大占空比為45％。效率預計為85％，輸出功率為40×0．35=14 W，開關頻率為60 kHz，經(jīng)過理論計算并考慮裕量，本設計初級繞組的電感取1．5 mH。根據(jù)測試，變壓器的磁芯系數(shù)為：88．7 μH，所以有初級繞組的匝數(shù)為130匝。
該設計采用的是基于最大占空比的設計方法來確定變壓器匝數(shù)比，經(jīng)過理論計算當電源加到負載的電壓40 V時，再考慮輸出二極管的壓降0．6 V，則變壓器的匝數(shù)比為0．45，這里計算出來的結(jié)果是匝數(shù)比N的最小值。根據(jù)電感量的要求，初級繞組已經(jīng)確定為130匝，則次級繞組的匝數(shù)為58．5匝。為了方便繞制，可將匝數(shù)取為60匝，匝數(shù)比N為0．46，對于反激式開關電源，最大占空比小于50％時，系統(tǒng)是固有穩(wěn)定的，不用增加補償電路。
1．3 功率因數(shù)校正電路
由于LED驅(qū)動電路中采用電感和電容等元件，引起相位漂移，所以功率因數(shù)比較低，一般不會超過0．6。提高功率因數(shù)不僅可以減少線路的損耗，還能減少電源產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)的污染，提高供電的質(zhì)量。該設計采用的“填谷電路”(又稱平衡半橋補償電路)就是無源校正電路中典型的一種，電路原理如圖3所示。
該電路中的電容C1和C2采用10μF／400V的電解電容，兩電容參數(shù)相同，通過電容的充放電作用，能夠增加導通角，在正半周期可以將導通角擴展到30°～150°，在負半周期可拓展到210°～330°。因此通過該電路可以將功率因數(shù)從0．6提高到0．85～0．9。
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