工程師講解：高功率LED照明燈電源電路的設(shè)計技巧

一般的LED照明燈在驅(qū)動電路中都有限流電阻，而電阻消耗的電能與LED發(fā)光無關(guān)。為了提高效率，就要采用恒流輸出的開關(guān)穩(wěn)壓電源，并在輸出級采用功率MOSFET。

圖1

圖1是這種驅(qū)動電路的方框圖，它省略了傳統(tǒng)電路的三角波發(fā)生器和誤差放大器，而使用了CM0S邏輯IC和PWM調(diào)制器。當(dāng)時鐘CLK信號為低電平時，RS觸發(fā)器處于復(fù)位狀態(tài)，輸出FET關(guān)斷。而當(dāng)CLK信號為高電平時，輸出FET導(dǎo)通。其電流被電阻Rs轉(zhuǎn)換成電壓，當(dāng)此電壓高于基準(zhǔn)電壓Vref 時，比較器輸出由高變低，RS觸發(fā)器又被復(fù)位，輸出FET再關(guān)斷。其結(jié)果，即使電源電壓有變化，儲存在電感中的能量卻是恒定的。實現(xiàn)了恒功率輸出。這里是把Rs上的電壓降作為三角波電壓，PWM比較器將此電壓與基準(zhǔn)電壓直接比較而起到了誤差放大器的作用。

實際電路如圖2，采用了分立元件組成，重點(diǎn)是PWM比較器和倍壓脈沖輸出電路。

圖2

PWM比較器由與非門IC2a和摸擬開關(guān)IC3組成，即所謂的斬波比較器，并把與非u7yh的一個輸入端置為高電平而成為反相器。此反相器重復(fù)工作在“預(yù)充電”和“比較”這兩個狀態(tài)中。

預(yù)充電狀態(tài)

在預(yù)充電狀態(tài)，電容C5被IC6(LM385)提供的基準(zhǔn)電壓Vref充電，這時輸出既不是高電平，也不是低電平；而保持在比較器即將翻轉(zhuǎn)時的輸出狀態(tài)、并與ItS觸發(fā)器組合成PWM電路。

比較狀態(tài)

輸人電壓使充在C5上的電壓電平移位，并輸入到反相器，與反相器的閾值電壓比較，輸出高電平或低電平。

倍壓脈沖輸出電路

顧名思義，這是要產(chǎn)生2倍于電源電壓的脈沖。首先在輸人低電平時，電容C7被充電，輸出為0V；當(dāng)輸人高電平時，voc和電容上的電壓串聯(lián)，在反相器IC5的YlX)端電壓是2Vcc;由于Yss端加有voc電壓，故輸出2Vcc。

在圖2中，555(IC1)時基電路產(chǎn)生時鐘脈沖，通過亮度調(diào)節(jié)開關(guān)51來改變C2的充電電壓，以選擇11.4kHz和965Hz兩擋頻率來改變時鐘頻率，達(dá)到改變亮度的目的。

輸出電路和PWM比較器直接與電源連接，但在不開燈日寸耗電僅10uA。

輸出連接35只白光二極管，分五組串并聯(lián)。