一種無電解電容高亮度LED驅動電源設計

LED電源的挑戰(zhàn)

LED作為新型的電光源，在制作大型發(fā)光立體字和發(fā)光標識中有著明顯的優(yōu)勢，其控制電壓低，成本低，可靠性高。雖然LED產品在國內外市場有著愈演愈烈的 發(fā)展趨勢，但是LED照明畢竟是新興的產業(yè)，目前還沒有廣泛的普及，因此LED驅動電源不可避免的在各方面存在著挑戰(zhàn)：首先，由于LED的正向電壓會隨著 電流和溫度而變化，其“色點”也會隨著電流和溫度而漂移，為了保證LED的正常工作，就要求其驅動器無論在輸入條件和正向電壓如何變化的情況下都要限制電 流。其次，如果需要LED調光，通常采用的是脈寬調制調光技術，典型的PWM頻率是1~3kHz.最后，LED驅動電路的功率處理能力必須充足，且功能強 固，可以承受多種故障條件，易于實現(xiàn)。

本文所介紹的方案采用Panasonic松下MIP553內置PFC可調光LED驅動電路的芯片，與外部非隔離底邊斬波電路合成作為基本的電路結構，輸出穩(wěn)定的電流用以滿足LED工作的需要。同時設計保護電路來保護負載。實驗結果表明，控制器芯片能穩(wěn)定工作，并且可以實現(xiàn)27V的恒壓輸出和350mA的恒流輸出。

LED電源的基本工作原理

采用BUCK變換器、IPD控制實現(xiàn)開關電源，輸出恒定的電流和電壓，驅動LED燈。電路的總體框圖如圖1所示。

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主電路部分，在市電之后緊接著接了一個濾波器，它的作用是濾除電源中的高次諧波以及電源中的浪涌，使得控制電路受電源的干擾小。輸入整流部分采用一體式的整流橋，通過二極管的單向導通的特性將電平在零點上下浮動的交流電轉換為單向的脈動的直流電，再在濾波電容和電感的作用下，輸出直流電壓。經過MIP553和BUCK電路的調節(jié)和控制后輸出供LED使用的電壓。

LED電源的具體設計

輸入電路的設計

為了延長LED驅動電源的使用壽命，使之與LED相匹配，必須要去除電路中的電解電容。

電路的設計指標為：輸入交流電壓Vm:198-264VAC/50Hz;輸出電壓Vo:27VDC;輸出電流Io:0.35A.

輸入電路包括噪聲濾波裝置、安全保險裝置以及輸入整流裝置，如圖2所示。

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噪聲濾波裝置主要由電容C1/C2/C3和電感L1組成，其作用是在小于1MHz的頻段內，能夠減少電磁干擾(EMI)。此裝置也可以鏈接在AC交流之后，整流裝置之前，其濾波效果是一樣的。安全保險裝置由保險絲和ZNR1組成，保險絲主要防止有危害電路的尖峰電流產生的時候迅速切斷電路以保護負載;ZNR1是浪涌吸收器，對于來自輸入端的靜電和浪涌進行吸收，以此來保護后面的電路。輸入整流裝置，是將交流電轉換成直流電，輸入整流橋的選擇：整流橋二極管的電壓應力為：

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考慮裕量，選用TSC GBL205(VR=600V,IFAN=1A)。

輸出電路的設計

輸出電路由基本的BUCK電路和一個穩(wěn)壓二極管DD1組成。如圖3所示。

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