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          跟工程師一起設計LED照明用恒流電源變換器

          作者: 時間:2013-09-18 來源:網(wǎng)絡 收藏

          LED光源具有節(jié)能、環(huán)保、形狀多樣等優(yōu)點,目前受到廣泛應用。那么,LED光源采用什么樣的電源供電才能保證它安全、有效地工作,這是一個十分重要的問題。本文設計的最突出的優(yōu)點是當多個串聯(lián)的LED中有一個或幾個損壞(一般擊穿短路)時,不影響其余LED的正常發(fā)光。若采用恒壓控制,當多個串聯(lián)LED中有一個或幾個損壞(擊穿)時,其余LED兩端電壓就會升高而損壞。基于對LED的保護與亮度可調方面的考慮,設計一種功能完善的是十分必要的。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/222430.htm

            本文設計的電路組成如圖1所示,它包括:整流濾波電路、脈寬控制(PWM)恒流電路、過壓恒壓保護電路及光控電路。220V交流電經(jīng)過整流濾波后獲得約300V直流電壓為本電路供電,由于整流濾波電路比較簡單,這里就不再復述了,下面介紹其余各電路的組成及工作原理。

          跟工程師一起設計LED照明用恒流電源變換器

            本電路采用價格低廉,性能優(yōu)越的開關電源控制芯片UC3842為核心器件,為提高效率,開關管采用大功率場效應管,負載與電源之間采用高頻隔離變壓器T及光電耦合器進行隔離,具有良好的隔離性能。電路芯片UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調制方式,共有8個引腳,各腳功能如下:(1)腳是誤差放大器的輸出端,外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性;(2)腳是反饋電壓輸入端,此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V基準電壓進行比較,產生誤差電壓,從而控制脈沖寬度;(3)腳為電流檢測輸入端,當檢測電壓超過1V時縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài);(4)腳為定時端,內部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時間常數(shù)決定,f=1.8/(RTCT);(5)腳為公共地端;(6)腳為推挽輸出端,內部為圖騰柱式,上升、下降時間僅為50ns驅動能力為±1A;(7)腳是直流電源供電端,具有欠、過壓鎖定功能,芯片功耗為15mW;(8)腳為5V基準電壓輸出端,有50mA的負載能力。

            PWM恒流電路

            PWM恒流電路由控制芯片UC3842、高頻隔離變壓器T、采樣電路R15、R16、R17等組成。整體電路如圖2所示,為使UC3842具有穩(wěn)定的輸出電流控制能力,其供電采用單獨穩(wěn)壓供電方式,圖中DC輸入經(jīng)三端穩(wěn)壓集成電路IC1穩(wěn)壓為芯片提供18V穩(wěn)定的直流電壓。電路采用高頻隔離變壓器作為換能裝置,它與光電耦合器(以下簡稱:光耦)配合使電路輸出端和交流輸入端具有良好的隔離性,其電路的控制原理如下:

            當負載電流(輸出電流)增大時,采樣電路R17兩端電壓升高,與其并聯(lián)的光耦IC3,初級電流增大,使次級3、4端導通電阻減小,從而使UC3842的2腳電壓升高,由集成電路內部電路控制使6腳輸出的PWM脈沖占空比減小,控制開關管Q1在一個周期內導通時間變短,經(jīng)開關變壓器T傳遞給負載的能量減小,從而使輸出到負載的電流減小;反之,當負載電流減小時,R17兩端電壓減小,與其并聯(lián)的光耦IC3初級電流減小,使次級3、4端導通電阻變大,從而使UC3842的2腳電壓降低,6腳輸出的PWM脈沖占空比增大,開關管Q1在一個周期內導通時間變長,輸出給負載的電流增大,從而實現(xiàn)恒流輸出。

          跟工程師一起設計LED照明用恒流電源變換器  過壓恒壓保護電路

            過壓恒壓保護電路由穩(wěn)壓管DZ、晶體管Q2和光耦IC5等元件組成,其工作原理是,當負載過壓36V時,R12兩端電壓升高,使晶體管Q2導通,光耦IC5初級電流大,使次級3、4端導通電阻減小,通過芯片UC3842控制6輸出的PWM占空比變小,使開關管Q1在一個周期內導通時間變短,輸出電壓降低,這一反饋作用最終使輸出電壓恒定在36V電壓值。當輸出電壓降低到低于36V時,晶體管Q2截止,電路又回到恒流控制狀態(tài)。

            光控電路

            光控電路由光耦IC4、光敏電阻RU等組成。其原理是,當環(huán)境光強時,RU阻值變小,光耦IC4初級電流增大,使次級3、4端導通電阻減小,通過芯片UC3842控制使輸出電流增大,LED發(fā)光亮度增大,從而實現(xiàn)LED照明亮度自動控制。

            電路調試

            1、恒流輸出電路調試

            在路斷開光敏電阻RU及微調電阻R14,以切斷光控電路和過壓保護電路的控制作用。交流電網(wǎng)電壓經(jīng)調壓器調至220V輸入到整流電路前,負載串接10個發(fā)光二極管及一只毫安表,調整R16及R3使輸出電流為200mA;改變輸入交流電壓±10%,反復調整R16及R3使輸出電流為200mA。在恢復220V交流輸入的情況下,再將負載由10個逐漸減少至5個發(fā)光二極管,電流還應穩(wěn)定在200mA,否則電路連接有誤。

            2、過壓恒壓保護電路調試

            接通微調電阻R14,用電壓表監(jiān)測輸出電壓(C9兩端電壓),負載串接10個發(fā)光二極管,反復調整R16及R12、R14使輸出電壓升高至36V時,穩(wěn)定在36V;輸出電壓小于36V時,電路又回到恒流輸出狀態(tài)。

            3、光控電路調試

            接通光敏電阻RU,調整R4使電路在不同光照環(huán)境下都能獲得恒流輸出。<


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