大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)
加入技術(shù)交流群
2 驅(qū)動(dòng)電源電路的PCB設(shè)計(jì)
一個(gè)開關(guān)電源的工作性能與電路原理的設(shè)計(jì)、元件的使用有直接的關(guān)系，但是該電源是否能正常工作，PCB的設(shè)計(jì)也是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。在合理的原理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，作品最終的性能好壞取決于它的布線。不可避免的，PCB的走線會(huì)產(chǎn)生一系列的寄生參數(shù)，在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候要想辦法減小這些參數(shù)。同時(shí)，開關(guān)電源的一些器件會(huì)產(chǎn)生熱量，因此在PCB設(shè)計(jì)的時(shí)候也要考慮到散熱問題。
EMI(電磁干擾)不僅會(huì)干擾無線電系統(tǒng)，還會(huì)造成其他設(shè)備故障。要減小EMI，首先要確定哪個(gè)位置可能會(huì)成為EMI源。對于一個(gè)開關(guān)電源，EMI源的中心就是場效應(yīng)管，因?yàn)樗幱诳焖俚膶?dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)，因此存在尖的邊沿，含有高頻分量。如果高頻型號(hào)太強(qiáng)，可以在場效應(yīng)管的柵極串聯(lián)一個(gè)電阻，電阻一般在10～100 Ω的范圍。當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通和截止時(shí)，這個(gè)電阻可以降低柵極充電的速度，使高速開關(guān)波形邊沿變陡，高頻諧波含量減小。該設(shè)計(jì)采用了一個(gè)100 Ω的貼片電阻串聯(lián)在場效應(yīng)管的柵極和PWM芯片的脈沖輸出端之間。在PCB布局的時(shí)候，開關(guān)電流的路徑要盡量保持簡短。另外，還要遠(yuǎn)離低頻的元件，比如采樣電阻。另一個(gè)會(huì)產(chǎn)生EMI的位置是尖峰電壓的吸收電路。在開關(guān)管斷開的瞬間，由于初級(jí)繞組的電流不能突變，所以會(huì)產(chǎn)生一個(gè)尖峰電壓。該設(shè)計(jì)對這部分電路的處理時(shí)盡可能地將這部分和其他EMI源靠近。如圖4所示，尖峰電壓吸收電路由D4，R4，R5，C3組成，R8和Q1的柵極之間就是開關(guān)電流的路徑，這部分的布局比較緊湊，就是為了減小EMI的影響。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/167343.htm
在本電源中，可能會(huì)產(chǎn)生較大熱量的是場效應(yīng)管、輸出端的整流二極管、尖峰電壓吸收電路。其中，場效應(yīng)管的熱量比較大，所以采用散熱片給它散熱。其他部分主要是通過大面積的覆銅來散熱。該設(shè)計(jì)采用貼片元件和插件元件結(jié)合的方式，主要是考慮到實(shí)際應(yīng)用中，要盡可能地減小電源的體積，通過貼片元件和插件結(jié)合的方式可以將體積縮小1／2以下，主要是因?yàn)轶w積最大的變壓器所在位置的底層可以焊接很多元件。同時(shí)，通過這種方式也給布線帶來很大的方便，得到的打印預(yù)覽圖如圖5所示。
3 結(jié)語
本文給出了一種大功率LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)方案，該方案包括了涉及到的元器件選擇、總體電路設(shè)計(jì)、關(guān)鍵電路設(shè)計(jì)、開關(guān)電源變壓器的參數(shù)設(shè)計(jì)、電源的PCB設(shè)計(jì)等。經(jīng)過實(shí)際電路運(yùn)行測試，本電源在通電之后輸出參數(shù)正常：輸出電壓為41．8 V，電流為338 mA，設(shè)計(jì)的要求是輸出電壓42 V，輸出電流(350±20)mA；在220 V輸入的情況下，電源的輸入電流是75．6 mA；功率因數(shù)為0．86，該驅(qū)動(dòng)電源正常驅(qū)動(dòng)了12個(gè)1 W的大功率LED燈，運(yùn)行穩(wěn)定，效率較高，為LED燈具的設(shè)計(jì)提供了一個(gè)可行的恒流驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案。
評(píng)論