LED 驅(qū)動電源設計

開關(guān)電源具有效率高的特性,而且開關(guān)電源的變壓器體積比串聯(lián)穩(wěn)壓型電源的要小得多,電源電路比較整潔,整機重量也有所下降,所以,現(xiàn)在的LED驅(qū)動電源

大都使用開關(guān)電源。電源電路正常是LED驅(qū)動電源正常工作的基本保障。

1.開關(guān)電源的基本工作原理

開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)框圖如圖1。由對輸出電壓“取樣”,并對基準源進行“比較”后控制“調(diào)整管”或“開關(guān)管”,此時開關(guān)電源的“開關(guān)管”相當于一個開關(guān),開通時間由比較結(jié)果而定;當開關(guān)電源輸出的電壓太低時,通過“比較放大”控制“開關(guān)時間控制電路”使“開關(guān)管”開通時間變長,從而使輸出的電壓提升。

LED驅(qū)動電源的核心部分是“開關(guān)管”和“變換器”組成的開關(guān)式直流-直流變換器。它把直流電壓Ui(一般由輸入市電經(jīng)整流、濾波后獲得)經(jīng)開關(guān)管后變?yōu)橛幸欢ㄕ伎毡鹊拿}沖電壓Ua,然后經(jīng)整流濾波后得到輸出的電壓Uo。

圖2所示是電源電路的實物圖。圖中右上角輸入220V交流市電,先經(jīng)電源濾波電路后用右下角的二極管進行整流,再經(jīng)大電容濾波后輸出直流。由于是對220V交流信號進行整流濾波,所以二極管的耐壓值要高,而電容的容量也要大,所以實物圖中右下角的電容體積很大。整流濾波后得到的直流信號再經(jīng)右邊居中的開關(guān)電源IC轉(zhuǎn)換成高頻的交流信號,再經(jīng)變壓器耦合輸出各路低電壓的交流信號。由于變壓器是工作在高頻狀態(tài),所以其體積較小。耦合輸出的各組交流信號經(jīng)左邊的二極管整流、電容濾波和三極管穩(wěn)壓或三端穩(wěn)壓電源穩(wěn)壓后輸出各部分電路工作所需的直流電壓。此電路由于采用了變壓器并聯(lián)耦合,而且比較放大電路反饋回脈沖調(diào)寬電路是利用光耦器件,即用光信號來傳遞信息,輸入端與輸出之間實現(xiàn)絕緣,是冷底盤機,其防觸電的警告標志僅在電路板的右邊。光耦跨接在有警告標志和無警告標志部分,起到傳遞信號而又能隔離前后級地線的作用。這種機型在維修主電路板時,由于主電路板與大地不相連,通常比較安全。但在測量后級電壓時,不能使用前級的地線,否則所測電壓將全部為0V。

圖3所示是電源電路原理圖。電源IC為專用開關(guān)電源集成電路VIPER22A,圖4是其外引腳圖,圖中,第1、2腳SOURCE是內(nèi)部場效應管源極的表示,在使用中通常接地,3腳FB是取樣電壓輸入端,4腳VDD是供電電壓端,第5、6、7、8腳的DRAIN表示接通內(nèi)部場效應管的柵極。圖5是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。

220V的交流電源經(jīng)開關(guān)輸入后,經(jīng)四個二極管構(gòu)成的橋式整流電路整流、C1濾波后輸出一個300V左右的直流信號。由于VIPER22A處于工作狀態(tài),在其內(nèi)部場效應管截止時,會在變壓器初級(L左1)兩端產(chǎn)生大于300V的電壓,利用R1、C2和D5構(gòu)成防沖激電路,使其電壓有一個釋放回路,以免激穿VIPER22A內(nèi)部場效應管。